值保持器建模示例：触发器在VLSI电路设计中的逻辑综合

本篇文档主要探讨的是值保持器的建模以及在电路设计中的应用，特别是在可综合电路设计中的重要性。作者魏继增，来自天津大学计算机科学与技术学院计算机工程系，专注于VLSI（Very Large Scale Integration）系统设计，特别是使用Verilog HDL（Hardware Description Language）进行逻辑综合。 首先，章节介绍了逻辑综合的基本概念，这是将高级硬件描述语言（如Verilog HDL）中的设计转换为实际电路的关键步骤。逻辑综合过程涉及以下几个关键环节： 1. 可综合逻辑电路的建模举例：通过实例，如触发器，展示如何在Verilog中建立可综合的逻辑模型，这些模型需遵循特定的语法结构，确保能被集成工具理解和处理。 2. 优化技巧：讲解了如何在建模过程中应用优化策略，以提高电路性能，比如减少冗余逻辑，利用布尔逻辑优化技术，以达到更佳的面积、时序和功耗效率。 3. 语法结构和层次：HDL的不同抽象层次，包括行为级（描述算法执行）、寄存器传输级（RTL，详细描述信号如何流动）、门级（GateLevel，基于基本门电路的实现）和开关级（SwitchLevel，最底层的物理实现），阐述了每一层描述如何转化为实际电路。 4. 准备工作：在编写RTL代码之前，需要对设计进行适当的准备，明确设计约束，如时序、面积和功耗目标。 5. 逻辑综合的影响：逻辑综合对于VLSI设计的重要性体现在降低错误率、缩短设计周期、简化模块修改、促进迭代设计以及提高设计的灵活性和重用性。 最后，逻辑综合的整个流程包括：从RTL描述到未优化的内部表示的转换，接着是逻辑优化，以及使用工艺库中的单元进行工艺映射和优化。工艺库是逻辑综合的基础，包含了各种基本门电路和宏单元，是实现设计的核心构建模块。 本文提供了深入理解值保持器建模及其在可综合电路设计中应用的方法，强调了逻辑综合作为将抽象硬件描述转化为实际电路设计的关键步骤，及其在提升设计效率和质量中的作用。