Möglichkeiten und Methoden der Schaltungssynthese

Blinzer, Peter

Beim Entwurf digitaler, integrierter Schaltungen ist ihre automatisierte Synthese aus abstrakten Hardwarebeschreibungen textueller oder graphischer Art üblich. Die Synthesemethoden, die in den letzten Jahrzehnten schrittweise durch die Entkopplung von Entwurf und Fertigung, die Abstraktion der Beschreibungen sowie die Automatisierung von Arbeitsschritten gewachsen sind, bieten viele Möglichkeiten zur Beherrschung der unaufhaltsam wachsenden Komplexität von Chips. Die ständig zunehmende Distanz zwischen einer Spezifikation und der daraus erzeugten Schaltung, ihre automatisierte Überwindung mit Syntheseprogrammen sowie die Differenzierung in unterschiedliche Synthesemethoden erfordern bereits in frühen Entwurfsphasen Entscheidungen, die signifikante Auswirkungen auf die erreichbaren Ergebnisse haben. Der Mangel an Entscheidungskriterien, anhand derer die Auswahl geeigneter Synthesemethoden, die Aufteilung eines Entwurfs in Partitionen für unterschiedliche Methoden sowie die optimale Steuerung eines Syntheseablaufes möglich ist, stellt daher ein bedeutendes Problem dar. Als Folge dieses Mangels wird in der Entwurfspraxis oft die Register-Transfer- Synthese als Standardansatz auch dann verwendet, wenn abstraktere Ansätze zu besseren Ergebnissen in kürzerer Entwurfszeit führen würden. Andererseits werden die abstrakteren Methoden mit aufwendigen Kunstgriffen teils auch in Bereichen eingesetzt, in denen mit weniger Abstraktion mehr Effizienz im Entwurfsablauf und seinen Ergebnissen erreicht werden könnte. Derartige Fehlentscheidungen sind in ihrem Ausmaß jedoch nur selten konkret erfaßbar, da in der Regel keine alternativen Lösungen mit anderen Synthesemethoden als Referenz angefertigt werden. In dieser Arbeit wird das Problem fehlender Entscheidungskriterien für die Methoden der Register-Transfer-, der Controller- und der High-Level-Synthese behandelt. Hierzu werden zunächst die Eigenschaften der Synthesemethoden im

For the design of digital integrated circuits automated synthesis using abstract hardware descriptions in textual or graphical notations is a common methodology. The synthesis methods developed in the past decades offer a variety of options to cope with the ever increasing complexity of chips. Important elements in the evolution of these methods were separation of design and fabrication, abstraction of description style, and automation of design steps. The continuously growing distance between a specification and the circuit corresponding to it, the automated translation by synthesis programs, and the difference between synthesis methods require critical decisions in early design phases with significant impact on the quality of results. The lack of decision criteria for selection of synthesis methods, design partitioning, and optimized synthesis control is therefore a important problem. Due to this lack of decision criteria register transfer level synthesis is often used as a standard approach even for design projects, in which a more abstract approach would yield better results in less design time. On the other hand, more abstract methods are sometimes applied by some contortions to problems, which can be solved with higher efficiency for design flow and results using less abstraction. The effects of such mistakes can only be valued in rare cases, where alternative solutions using different synthesis methods are available as a reference. The quest for the missing decision criteria to select between register transfer level synthesis, controller synthesis, and high-level synthesis is in the centre of this thesis. By a detailed analysis and comparison of method characteristics several basic criteria have been inferred for method selection and design partitioning as a first step. Next, several design problems, which feature many aspects of typical industry and research chip designs, were solved with the three synthesis methods in pa

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Blinzer, Peter: Möglichkeiten und Methoden der Schaltungssynthese. 2000.

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