【摘 要】
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随着VLSI设计技术和制造工艺的不断发展,集成电路设计的复杂性和系统功能呈几何级增长。目前,复杂的SOC系统已经有千万甚至上亿门级的电路,寄存器传输级的设计流程越来越受到
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随着VLSI设计技术和制造工艺的不断发展,集成电路设计的复杂性和系统功能呈几何级增长。目前,复杂的SOC系统已经有千万甚至上亿门级的电路,寄存器传输级的设计流程越来越受到限制。集成电路设计需要新的工具来在设计层次提高集成电路的设计能力。这可以由电子系统设计(Electronics System Level Design,ESLD)来实现.ESLD包括软硬件协同设计和高层次综合(High Level Synthesis,HLS)。高层次综合技术的应用可以提高设计速度、缩短设计周期,方便设计者在系统级进行设计方案的探索,在算法级对设计进行优化。高层次综合中的调度问题是学术界一直关注的一个热点问题。本文基于多伦多大学的开源高层次综合工具LegUp设计了一种优化的调度算法,并对高层次综合工具的应用进行了研究。主要工作如下:1.剖析了主要的调度算法。介绍了高层次综合的研究意义以及发展历程,研究了由多伦多大学开发的开源高层次综合工具LegUp,LegUp是基于LLVM编译器架构设计的一款高层次综合工具。剖析了主要的调度算法:ASAP(As Soon As Possible)和ALAP(As Late As Possible)调度算法、列表调度算法、力量引导调度算法。2.设计并实现了一种基于差分约束系统的调度算法,该算法在ASAP和ALAP调度的基础上,实现一种优化的调度算法,使算子均匀分布在各个控制步中,提高了资源利用效率,减小了硬件电路的面积。3.对高层次综合工具的应用进行了研究。研究了用C语言实现矩阵乘法,并用高层次综合工具LegUp将其转化为Verilog程序,对其综合过程以及综合结果进行研究,在转化的过程中进行有流水线结构和无流水线结构的对比,有流水线结构的硬件实现相比于无流水线结构的硬件实现,执行速度大幅度提高。
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