Tổng hợp cấp cao là gì?

Tổng hợp cấp cao là quá trình lấy một mô tả thiết kế trừu tượng chỉ có chức năng và dịch và tối ưu hóa nó thành mô tả ngôn ngữ chuyển thanh ghi có thể tổng hợp logic (RTL). Các công cụ tổng hợp cấp cao thực hiện nhiều tối ưu hóa như lập lịch và chia sẻ tài nguyên để Cải thiện sức mạnh, hiệu suất và diện tích (PPA) của thiết kế.

Tổng hợp cấp cao hoạt động như thế nào?

Các công cụ tổng hợp cấp cao hoạt động bằng cách chuyển đổi mô tả chức năng trừu tượng thành biểu đồ luồng dữ liệu điều khiển độc lập ngôn ngữ (CDFG) đại diện cho luồng dữ liệu và xử lý được xác định bởi mô tả nguồn. Tiếp theo, các toán tử số học, mux và phân vùng thiết kế được đặc trưng để hiểu các chi tiết triển khai như thời gian và diện tích. Dữ liệu đặc điểm này sau đó được sử dụng để ánh xạ các toán tử với các triển khai có thể tổng hợp logic, sau đó lên lịch chức năng trong hoặc qua các khoảng thời gian xung nhịp. Khám phá không gian thiết kế là một hoạt động quan trọng được kích hoạt bởi các giải pháp tổng hợp cấp cao. Khám phá là nhiệm vụ áp dụng kết hợp các cài đặt công cụ, ràng buộc và chỉ thị tổng hợp với mục tiêu tìm ra các thiết kế đáp ứng tốt nhất Mục tiêu PPA(Mở trong một tab mới).

Một so sánh làm rõ sự khác biệt giữa tổng hợp cấp cao và tổng hợp logic. Tổng hợp logic lấy mô tả ngôn ngữ truyền thanh ghi (RTL) và dịch và tối ưu hóa nó thành mô tả cấp cổng. Tối ưu hóa tổng hợp logic được giới hạn trong việc sửa đổi hoặc tái cấu trúc logic kết hợp giữa các thanh ghi và tối ưu hóa kích thước ô được thực hiện trên các ô (bao gồm cả thanh ghi) thực hiện các chức năng. Công cụ tổng hợp logic Không làm xáo trộn lịch trình của thiết kế. Các công cụ tổng hợp cấp cao có thể sửa đổi lịch trình. Do đó, các công cụ tổng hợp cấp cao có thể truyền đạt những thay đổi mạnh mẽ hơn cho thiết kế - ảnh hưởng đến kiến trúc vi mô. Những thay đổi về kiến trúc vi mô có tác động lớn hơn đến PPA so với việc tái cấu trúc logic và các hoạt động định cỡ ô được thực hiện bằng logic Tổng hợp.

Tại sao tổng hợp cấp cao lại quan trọng?

Các công cụ tổng hợp cấp cao rất quan trọng vì chúng cải thiện năng suất của nhà thiết kế và chúng cung cấp PPA được cải thiện trong thời gian ngắn hơn so với việc tạo thiết kế RTL thủ công.

Lợi ích của tổng hợp cấp cao

Lợi ích của tổng hợp cấp cao là rất nhiều và bao gồm các mô tả nguồn rõ ràng hơn, gần với đặc điểm kỹ thuật thiết kế hơn; ít dòng mã hơn; xác minh chức năng nhanh hơn; tái sử dụng thiết kế dễ dàng hơn và PPA vượt trội trong thời gian ngắn hơn.

PPA và năng suất vượt trội so với tạo RTL thủ công

Năng suất và tăng PPA là động lực chính để áp dụng tổng hợp cấp cao. Bằng cách trừu tượng hóa thiết kế ở cấp độ chức năng (giao dịch) và dựa vào tổng hợp cấp cao tự động để triển khai, các nhà thiết kế có thể nhanh chóng khám phá và phát triển các kiến trúc vi mô tối ưu hơn mang lại hiệu suất cao hơn và tiêu thụ ít điện năng hơn.

Thêm mô tả thiết kế có thể tái sử dụng

Mô tả thiết kế cấp cao có thể tái sử dụng nhiều hơn đáng kể vì chúng không có chi tiết triển khai cấp thấp. Các chi tiết triển khai cấp thấp này hạn chế thiết kế sao cho nó có thể được thực hiện trong một nút công nghệ quy trình cụ thể; tuy nhiên, chúng cũng hạn chế thiết kế sao cho nó không thể được triển khai trong một nút công nghệ tiên tiến hơn. Không có chi tiết triển khai cấp thấp, các mô tả thiết kế cấp cao có thể dễ dàng nhắm mục tiêu lại đến các nút công nghệ quy trình khác nhau vì công cụ tổng hợp cấp cao tối ưu hóa kiến trúc vi mô để đáp ứng các yêu cầu của công nghệ quy trình mục tiêu.

Mô tả thiết kế gần nguồn hơn

Các công cụ tổng hợp cấp cao đặc biệt phù hợp cho các mô tả thiết kế thuật toán. Nhiều thuật toán, chẳng hạn như codec, FFT và bộ lọc được mô tả bằng C hoặc C++. Khả năng của các công cụ tổng hợp cấp cao để đọc C và C++ cho phép phát triển nguồn thiết kế phù hợp với mô tả được chỉ định ban đầu. So với RTL, mô tả thiết kế cấp cao thường có ít dòng mã hơn và dễ đọc và bảo trì hơn đáng kể.