芯片設(shè)計(jì)之Quarus 工具部分功能簡(jiǎn)介

Quarus Ⅱ工具邏輯綜合的選項(xiàng)設(shè)置窗口如圖一所示，類似AISC邏輯綜合過(guò)程中的約束步驟，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)Quarus Ⅱ工具采用適合的手段對(duì)PLD（可編程器件）進(jìn)行約束和優(yōu)化。

Quarus Ⅱ工具的約束包括三種：速度優(yōu)先、面積優(yōu)先、速度和面積平衡考慮。

Quarus Ⅱ工具可以使用宏單元進(jìn)行邏輯優(yōu)化，該宏單元是可編程器件生產(chǎn)商設(shè)計(jì)完成的固定模塊如加法器、乘法器等。上述宏單元的效用優(yōu)于設(shè)計(jì)人員自主編寫(xiě)的代碼，Quarus Ⅱ工具會(huì)從設(shè)計(jì)人員自主編寫(xiě)的代碼中自動(dòng)提煉出與宏單元有相同功能的代碼，并采用宏單元替換上述代碼。

Quarus Ⅱ工具中，有限狀態(tài)機(jī)（是一種用來(lái)進(jìn)行對(duì)象行為建模的工具，作用是描述對(duì)象在其生命周期內(nèi)所經(jīng)歷的狀態(tài)序列，以及如何響應(yīng)來(lái)自外界的各種事件）的狀態(tài)編碼（個(gè)人理解：對(duì)有限狀態(tài)機(jī)的各種狀態(tài)的編號(hào)）有三種方式：Auto（自動(dòng)選擇方式）、One-Hot（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料理解：一位有效方式，通過(guò)將編碼中"1"左移編號(hào)，如010的下一個(gè)編號(hào)是100，而不是011）、Minimal Bit（個(gè)人理解：占用最小空間的方式）。

如果芯片設(shè)計(jì)代碼的有限狀態(tài)機(jī)未采用明確的狀態(tài)編碼方式，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)選擇合適的狀態(tài)機(jī)編碼方式，提高編碼效率。

圖一，圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

布局布線可以采取幾種不同的方式。在初期設(shè)計(jì)過(guò)程中，需驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能是否正確，不需過(guò)多考慮芯片的效率，可以選取快速布局的方式，1小時(shí)可以完成布局布線。當(dāng)設(shè)計(jì)功能調(diào)整完成，需要采用緊湊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的性能，可以選取標(biāo)準(zhǔn)布線方式，使設(shè)計(jì)達(dá)到最好的布局布線效果。

圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

IO引腳指定需要注意：

（1）通常會(huì)將數(shù)據(jù)總線的八位或十六位分布在同一方向，以使引腳位置可以處于芯片同一側(cè)，且不給某一引腳指定具體名字。這種方式可以增加布局布線的靈活性，使布局布線實(shí)現(xiàn)線長(zhǎng)最短、性能最好。

（2）在復(fù)雜芯片中，IO引腳可能會(huì)有多個(gè)Bank（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料，個(gè)人理解為具有相同特征的一組輸入輸出信號(hào)）。每個(gè)Bank中的供電電壓和驅(qū)動(dòng)方式等相同，也可以增加布局布線的靈活性。

圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

通常，IO引腳指定完成后，需進(jìn)行IO引腳指定分析。需進(jìn)行IO引腳指定分析的原因：可編程器件的一些IO引腳具有特殊功能，如時(shí)鐘專用引腳、復(fù)位信號(hào)專用引腳、存儲(chǔ)器相關(guān)引腳等，設(shè)計(jì)人員需要分析特殊引腳功能是否與所設(shè)計(jì)的IO引腳指定是否有沖突，并避免沖突。

圖二展示了IO引腳指定分析結(jié)果，在分析結(jié)果中給出詳細(xì)的IO分配表，IO分配表可用于后續(xù)PCB（印刷電路板，個(gè)人理解芯片實(shí)現(xiàn)具體功能所需的電路板）布線工具分析。除此之外，IO引腳的相關(guān)分析文件、相關(guān)輸出引腳的負(fù)載等信息均可以在相關(guān)窗口中獲取。

圖二，圖片來(lái)源：學(xué)堂在線《IC設(shè)計(jì)與方法》

審核編輯 ：李倩