基于RL综合策略的状态机优化方法T.pdfVIP

第 3l卷第 3期 电 子 工 蠢 师 V01．3lNo．3 2005年 3月 ELECTRONICENGINEER Mar．2oO5 基于 RTL综合策略的状态机优化方法 石松华，任浩琪 (同济大学微电子中心，上海市 200092) 【摘 要】 有限状态机及其设计技术是数字系统设计中的重要组成部分，是实现高效率、高可靠 性逻辑控制的重要途径。良好的状态机的实现不仅与状态机的设计有关，而且与采用的综合策略密 切相关。Synopsys公司的DesignCompiler(设计编译程序)提供 了针对状态机的综合优化策略，文 中叙 述了基于RTL(寄存器传输级)综合策略的有限状态机优化方法。 关键词：RTL(寄存器传输级)，综合策略，有限状态机，优化 中图分类号：TN403 在实际中最常用的状态机是 Mealy型和 Moore型 0 引 言 状态机 。 有限状态机及其设计技术是数字系统设计中的重 从电路的角度看，有限状态机是 由触发器、寄存器 要组成部分，是实现高效率、高可靠性逻辑控制的重要 和组合逻辑组合成的系统 ，图 1展示 了有限状态机的 途径。大部分数字系统都可以划分为控制单元和数据 一 般结构：一组保存状态向量的触发器，产生次状态和 单元两个组成部分。通常，控制单元的主体是一个状 输 出的组合逻辑。 态机，它接收外部信号以及数据单元产生的状态信息， 产生控制信号序列。状态机性能的好坏对系统性能有 较大的影响。良好的状态机的实现不仅与状态机的设 计有关，而且与采用的综合策略密切相关，不同的综合 策略对最终实现的状态机的性能有很大的影响。 图1 有限状态机一般结构 Synopsys公司的DC(DesignCompiler，设计编译程 序)提供了针对状态机的综合优化策略，这个过程既 1．1 状态表 可以完全 自动进行 ，也可以手工进行。本文论述 了两 为了采用DC的有限状态机优化策略，必须首先 种综合策略的实现。 把原始的状态机转换为用 DC状态表描述的格式 ，这 种转换可以自动完成，也可 以手动完成 。Synopsys的 1 状态机的基础描述 状态表提供 了一种简单的、独立于工艺的有限状态机 从数学的角度看 ，有 限状态机可 以表示为一个五 描述方式。 元组M =(1，D，S，，A)。其中：J和D分别表示输入、 下面是一个状态表的例子 输出量；S为状态 向量； 为次态方程 (：S×I)；A为 群Statetablebody 输出方程 (A：SxI)。 InputPresentNextOutput ValueStateStateValues 从实际状态机的实现角度出发 ，根据输 出方程 ，有 限状态机可以分为3类 ： 0RESET RESETo0 a)输出是状态向量和输入的函数——Mealy型状 lRESET STATEl0l 态机 (A：S x1一D)； 0 STATElRESET 10 b)输出仅是状态 向量的