DC优化(Optimization)是在做什么？

目录

架构层次的优化

算数操作的几个思考

DesignWare的实现选择

共享公共子表达式

资源共享

运算符重新排序

逻辑级优化

门级优化

组合逻辑

时序逻辑

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DC在综合的时候有三步，翻译优化与映射，本文总结优化是在做什么。首先优化有如下三个阶段，结构优化，逻辑优化，门级优化。三种不同阶段的优化有着明显的层次，下面将对其进一步解释。

架构层次的优化

首先先看一个例子，使用该例子引出几种优化方式。

算数操作的几个思考

代码如下所示

if (int0)
    y <= busa + basb;
else
    y <= busc + basd;

对于上述的几行代码，可以有如下的思考：1，“+”符号表示那种类型的电路？2，那种类型的加法器应该被综合？3，最后多少加法器将会出现在最后的电路中？

对上述的几个问题，将会有如下的几个方式：DW(DesignWare)的实现的选择，共享公共子表达式，资源共享，运算符重新排序

DesignWare的实现选择

对于DesignWare的实现选择，需要对面积，速度进行权衡来选择一个最佳的实现方式，如下图所示。当然，更快的速度意味着更大的面积~

共享公共子表达式

对于下图所示的算式，DC会进行优化

但是HDL的编码方式将会强制性的使得电路综合成特定的拓扑。如下图所示，提前计算出A+B的结果，然后将其作为被加数。

资源共享

资源共享的案例如下所示，提供的代码有两种可能的电路形式。

如下资源可以被共享：*，+，>，>=，<，<=

运算符重新排序

可以设计编译器可以自动重新排序算术运算符，以产生最快的设计

若是输入数据同时到来，将会综合成黄色所示的电路，若是A信号到来时间比较晚一些，则会综合成下面淡紫色所示的电路，同时，和前面一样的是，编码风格也是可以强制指定一个特殊的电路的。

这一部分主要的优化是基于设计的编码风格与设计约束。这一阶段是在未进行映射时候的。

逻辑级优化

经过高层优化后，电路功能由GTECH部件表示，在此阶段进行1，结构化(Structuring)2，扁平化(Flattening)的优化

其中结构化是DC默认的优化策略，主要是面积与速度的选择。可以看到扁平化需要对于面积不敏感~一般的没有特殊要求的设计选择结构化优化即可

门级优化

组合逻辑

使用目标库中的门来生成满足时序和面积目标的设计的过程，一般fab厂商提供的器件种类越多，优化的程度就越大。对于时序逻辑同样如此，将相同功能的逻辑替换成库里提供的性能更优秀的器件。如下图所示

时序逻辑

同时DC会自行根据设计，修复设计规则冲突（DRC），通过插入buffer以及调整size的大小以满足供应商提供的设计规则。例如最大的电容(max_capacitance)等