Design Compiler入门指南：ASIC综合与HDL转换详解

综合与Design Compiler在数字IC后端ASIC设计中扮演着至关重要的角色。作为Synopsys公司的核心工具，Design Compiler负责将高级硬件描述语言(HDL)如Verilog或 VHDL编写的电路转换成实际可实施的门级网表，这涉及到三个主要阶段：转换、映射和优化。 1. **综合概述**: - 综合是硬件设计过程中将行为描述转换为实际电路结构的关键步骤，它利用软件技术在单元库的支持下，寻找出最优化的逻辑网络实现方案，同时考虑功能、速度和面积等因素。 - 综合过程包括将HDL描述转换成工艺无关的RTL级网表，然后映射到特定工艺库生成门级网表，最后进行优化，可能涉及延迟和面积约束。 2. **综合层次**: - 设计抽象层次的提高意味着设计者对硬件细节的控制减弱。逻辑级综合使用布尔表达式描述，依赖于元件例化，如加法器的逻辑级描述就展示了这种形式。相比之下，RTL级综合则更侧重于HDL的语法和结构，将数学运算和行为功能编码在特定的运算符和语句中。 - 行为级综合是最抽象的层次，它基于高级的行为描述，不涉及具体的硬件实现细节。 3. **综合过程**: - 转换阶段：工具将HDL代码转换成技术无关的抽象描述，便于后续处理。 - 映射阶段：根据选定的工艺库，将抽象描述映射到具体的门级电路结构。 - 优化阶段：在这个阶段，综合器会应用设计者的约束，如性能目标，来调整电路结构以达到最佳性能。 4. **综合结果示例**: - 逻辑级综合后的电路网表展示了一个设计的具体实现，例如加法器，其中包含触发器和锁存器等基本单元。 - 相比之下，综合后的门级网表更接近实际制造的电路，体现了设计的物理实现。 Design Compiler是数字集成电路设计的重要工具，它通过综合过程将设计师的高级描述转化为具体的技术实现，确保设计在满足性能要求的同时，兼顾面积和延迟等因素。理解并掌握综合原理以及如何使用Design Compiler进行综合，是 ASIC设计工程师必备的技能。