天津大学魏继增教授解析：可综合电路设计与逻辑综合流程

本资源主要探讨的是“消除触发器的可综合电路设计”在VLSI系统设计中的应用，特别是针对天津大学计算机科学与技术学院计算机工程系魏继增教授的课程内容。课程涵盖了逻辑综合的关键概念和实践过程。 首先，魏教授介绍了逻辑综合的基本概念，它是将高层次的硬件描述（如Verilog HDL）通过标准单元库（包含基本门电路单元如与门、或门以及宏单元如触发器等）和设计约束（如时序、面积、功耗和可测性）转换成优化的门级网表，实现硬件电路的实现。可综合Verilog是Verilog HDL的一个子集，不同综合工具可能支持不同的可综合子集。 在电路设计的实例中，使用了Verilog HDL编写了一个简单的案例，包括一个名为`PresentState`的状态寄存器和一个根据`PresentState`值变化的`zout`输出。设计中有两个状态机，当`PresentState`为0时，`zout`设置为4'b0100；当`PresentState`为1时，`zout`设置为4'b0001。这部分展示了如何在行为级（behavioral）、寄存器传输级(RTL)层次进行电路建模，强调了在进行RTL级建模时如何利用逻辑综合工具简化设计，减少错误并加速设计流程。 逻辑综合流程包括以下几个步骤： 1. **翻译**：将RTL描述转换为未经优化的内部表示，此时不考虑实际的物理实现约束。 2. **逻辑优化**：通过布尔逻辑优化技术去除冗余逻辑，提高电路效率。 3. **工艺映射和优化**：综合工具根据工艺库和设计约束，将优化后的内部表示转换为实际的逻辑门实现。 工艺库是逻辑综合过程中的核心，它是一个包含各种库单元的集合，这些单元是IC制造公司的基础构建模块，每个单元都有其特定的特性。通过工艺库，综合工具能够选择最合适的单元来实现设计，从而实现设计的可重用性和适应性。 课程还讨论了逻辑综合对VLSI系统设计的重要影响，包括减少设计错误、缩短设计周期、加速模块迭代以及提高设计的整体优化程度。这个资源深入浅出地讲解了如何在实际项目中运用可综合电路设计方法，确保设计的可行性和效率。