DesignCompiler在FPGA多通道数据采集系统中的后综合策略

本文主要介绍了基于FPGA的多通道数据采集系统设计中的后综合过程，特别是使用Design Compiler进行综合优化的技巧。后综合是 FPGA 设计流程中的关键步骤，涉及如何处理大型设计的编译问题，包括层次化设计、第二次编译技巧和characterize 等方法。 在“后综合过程”部分，设计者需要关注如何有效地进行综合以减少编译时间。Design Compiler 是 Synopsys 公司提供的核心综合工具，能够将 HDL 描述的电路转换为门级网表并进行优化。综合过程通常分为转换、映射和优化三个阶段，旨在将行为描述转化为满足性能和约束的硬件实现。 综合是一个将高级设计语言转换为实际电路的过程，它包含了逻辑级、RTL级和行为级综合。在逻辑级综合中，设计用布尔表达式表示，触发器等基本单元明确表示。而在RTL级综合，电路的数学运算和行为通过 HDL 语言的运算符和行为描述，这种方式提供了更多的灵活性，但对硬件细节的控制较弱。 对于大型设计，层次化编译是提高效率的重要策略。自上而下的方法是将整个设计一次性读入并施加顶层约束进行编译，而自下而上的方法则是先分别编译子模块，添加时序和负载预算，再在顶层集成。这两种方法各有优缺点，可以根据设计的具体需求来选择。 在实际操作中，第二次编译技巧涉及到对已编译过的模块进行再次优化，可能因为初次编译时的约束或设置不理想，通过再次编译可以改善设计性能。Characterize 是对设计中某些特定部分进行分析和建模的过程，有助于更好地理解设计的行为并进行优化。 综合过程中，设计者需要考虑的不仅仅是功能的正确实现，还包括速度、面积和功耗等性能指标。Design Compiler 提供了丰富的工具和选项来调整这些参数，以达到最佳的综合结果。在遇到约束违反时，设计者需要重新评估和调整设计参数，确保设计符合预期的时序要求。 后综合过程是 FPGA 设计中不可或缺的一环，通过巧妙的综合策略和工具使用，可以显著提升设计的效率和质量，缩短产品上市时间，满足“Time to market”的需求。