VLSI高层综合设计中的调度和互连

VLSI高层次设计技术是近年来系统设计自动化研究的主要方向,高层次综合设计是高层次设计技术的关键,其主要任务是调度和互连。该文介绍了若干基本的调度和互连算法,提出将DVS技术应用于高层次综合设计中,实现在满足任务行为的约束条件下,动态改变时钟的速度和电源电压达到降低功耗的目的,制定了可行的研究实施方案。     

一种基于可测性的寄存器分配算法

提出了一种在高层次综合的寄存器分配过程中考虑可测性的算法，该算法在将一个调度好的CDFG（Control Data Flow Graph)的变量分配到相应的寄存器的过程中，通过对未能分配复用到输入、输出寄存器的变量进行可测性处理，达到提高设计可测性的目的，同时在进行可测性处理的时候，定义了CDFG的节点的可测性测度方法。     

强时间约束条件下的调度优化算法

强时间约束是指控制数据流图CDFG的延迟时间无法满足的时间约束。为了使CDFG的延迟时间能够满足强时间约束,本文提出了对CDFG的优化(压缩)算法。该算法根据操作的结合律和兮配律,在满足硬件资源约束的条件下,将CDFG关键路径上的操作转换到相关的非关键路径上去,使关键路径上的操作个数减少(即CDFG的延迟时间减少),从而使CDFG的延迟时间满足强时间约束。该算法在不改变CDFG语义的前题下,重新安排CDFG中的各个操作,尽量减少关键路径上的操作个数。该算法已经加入到我们所完成的DBS调度算法的控制策略中,使得DBS调度算法能够在强时间约束条件下进行调度。     

Petri网与CDFG相结合的调度模型及其调度技术的研究

论文提出一种Petri网与控制数据流图(CDFG)结构相结合的调度模型,以及基于该模型的调度技术。Petri网表示VHDL源描述中的I/O时序信息,Petri网同一个位置结点中的信号赋值都是在同一个时刻进行的。根据每个位置结点中的语句再生成各自的CDFG。CDFG中条件的计算显式地表示在数据流部分,便于操作的调度。该CDFG结构上前驱操作和后继操作的判断不但与数据依赖相关,还与操作的条件相关。调度过程中既要考虑直接的数据依赖关系,还要考虑与条件相关的间接依赖关系。传统的调度算法需要经过修改才能应用到该模型上。     

基于CDFG的SoC验证方法及其分割与搜索算法

随着芯片复杂度以及市场对集成电路上市时间要求的不断提高,对SoC设计方法和验证方法带来了巨大的挑战。控制数据流图可用于系统建模、软硬件功能划分、系统综合与验证等多个环节。该文针对SoC验证的需要,利用CDFG,研究了基于CDFG的验证体系,给出了CDFG的几种定义,讨论了CDFG的表示方法,提出了基于CDFG的验证流程,研究了基于DFS的生成树算法、CDFG的分割算法和CDFG的搜索算法,并以实例说明了这些算法在验证流程中的作用。     

VLSI行为层的多电压低功耗调度研究

分析了VLSI的功耗模型,综述了多电压低功耗优化调度技术,通过对已有优化调度技术的评估,表明利用多电压调度技术能够有效地降低电路功耗,同时指出行为层的多电压综合设计会带来的一些负面影响,如物理布局等问题,针对该问题提出了一种行为层综合方案--调度分区一法,最后提出了VLSI行为层综合设计研究的新方向.     

时序约束下的调度算法

在通讯ASIC设计中,时序行为是设计者考虑的主要目标。高层次综合领域中时序约束下的调度算法对ASIC设计的优化结果起着重要作用。论文在时序约束下的调度算法在算子可调度的前提下通过修正的ASAP与ALAP算法缩小设计的搜索空间,最后通过遗传算法进行优化,得到最优调度方案。根据文中算法建立了一个时序约束下的综合系统,并进行了实验,说明了算法的有效性。     

面向SOC系统设计的层次化CDFG的扩展

本文主要介绍了层次化CDFG中标准控制结构和并行结构的扩充及转换方法,从而为在高层次SOC设计中真正使用HCDFG提供了基础。同时,文中还给出了HCDFG在系统验证中的作用,它为不同方法的混合验证提供了统一而有效的内部结构。     

一种VLSI高层综合低功耗设计方案及实现

提出VLSI高层综合设计方案,该方案基于多电压在时间及资源约束条件下,综合考虑了调度及互连,从调度互连两个角度达到低功耗的目的.该方案提出了基于Gain大小搜索的调度,将功耗增益、灵活度和行为执行密度因素作为折中函数,考虑操作的属性更加全面.在互连中基于分布式的RS互连模型得出互连单元在执行时段里的动态功耗,同时考虑单根总线上的翻转和邻线的耦合.该方案在CDFG工具包中实现并证明了它的有效性.     

基于规则的寄存器传输级ALU工艺映射算法的研究

提出寄存器传输级工艺映射（RTLM）算法，该算法支持使用高层次综合和设计再利用的现代VLSI设计方法学，允许复杂的RT级组件，尤其是算术逻辑单元（ALU）在设计中重用，该映射算法使用目标ALU组件来实现源ALU组件，映射规则通过表格的方式给出，此算法对于规则结构的数据通路特别有效，应用k阶贪婪算法的实验结果表明，RTLM在高层次综合中对数据通路组件再利用是一种有效的方法。     

An Integrated Approach to the Design of Processor Arrays with Systolic Organization of Computations

An integrated approach is proposed to the design of economically efficient and high-performance processor arrays with systolic organization of computations. The approach includes the construction of VLSI-oriented versions of locally recursive algorithms and synthesis of new architectures of processor arrays for transforming algorithms that maximally take into account fundamental restrictions of VLSI technology. Within the framework of this approach, strategies are developed for obtaining the above-mentioned algorithms and architectures.     

一种新的操作调度算法

操作调度是高级综合中的主要任务。本文对当前大多数高级综合系统所采用的调度算法进行分析之后，针对它们的全局性差，计算复杂度大的不足之处，提出了一种新的操作调度算法，经实验证明，该算法具有高效，复杂度低的特点，并且能够产生全局优化解，当用在高级综合系统中时，能极大地提高所产生的设计的质量。     

底层相关的VLSI高层次设计策略

在ＶＬＳＩ系统设计、行为设计和逻辑设计过程中,未考虑到的与半导体制造工艺有关的因素（如延迟、功耗问题等）严重影响设计结果的性能,以至使物理设计结果的性能远离原来的设计目标,针对这个问题,文中提出与底层有关的ＶＬＳＩ高层次设计策略,将影响性能的底层参数和信息引入高层次设计中,使得高层次设计结果在进行物理实现之时能满足性能要求。     

高速分组交换网络中调度器的设计

为了满足迅猛发展的网络业务对网络服务质量提出的更高要求,使用高速分组网络交换机中的队列调度器可以有效地提供高质量的网络服务。通过采用分级式队列调度和四种队列调度算法有效地实现了队列调度器的设计。并且深入地比较和分析了队列调度器中多种队列调度算法的优缺点,尤其是对DRR调度算法进行了优化和改进。最后。对所设计的电路进行了仿真验证和电路综合,结果表明该调度器可以满足网络对服务质量的更高要求,并且能够应用到高速分组交换网络的调度器设计中。     

数字系统中高层次设计的最优调度算法比较

高层次设计技术是数字系统设计的关键技术，是近年来国内外研究、开发和应用的热门课题。文章用形式化方法描述了两种流行的高层次设计的软件算法，并进行了实验验证。