Technologieabhängige Logiksynthese

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Beteiligte Mitarbeiter
Lehrstuhl für Rechnerarchitektur
Rolf Drechsler, Prof. Dr.
Wolfgang Günther, Dr.

Die Logiksynthese befaßt sich mit allen Aufgaben und Problemen, die es im Zusammenhang mit einer möglichst optimalen Realisierung kombinatorischer und sequentieller Logik zu bewältigen gibt.

Exakte Synthese

Es wurde ein exaktes Verfahren entwickelt, welches einen minimalen Schaltkreis zu einer gegebenen Bibliothek (Menge von Grundgattern) berechnet. Um den Suchraum einzuschränken werden BDDs verwendet, um die Funktionalität von Teilschaltkreisen zu bestimmen. Der Algorithmus wurde verallgemeinert, um ULMs (Universal Logic Modules) automatisiert und optimal zu generieren.

Technologieabhängige Synthese

Üblicherweise wird der Syntheseprozess in mehrere Ebenen zerteilt:

1. High-Level Synthese (Übersetzung in eine Netzliste)
2. (technologieunabhängige) Synthese / Optimierung
3. Technology mapping (Abbilden auf eine Zieltechnologie)
4. Placement / Routing

Dabei wird in jeder der Phasen nach bestimmten Kriterien optimiert, die aber nicht unbedingt auch gut für die darauf folgende Phase sein müssen. So wird beispielsweise bei der technologieunabhängigen Synthese oft nach Literalen minimiert, verwendet man aber FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) als Zieltechnologie, so ist die Zahl der Literale meist kein gutes Maß für die Größe der resultierenden Schaltung. Deshalb arbeiteten wir an einem BDD-basierten Ansatz zur Synthese, welcher technologieunabhängige Synthese und technology mapping in einem Schritt ausführt. Hier kamen unter anderem auch linear transformierte BDDs zum Einsatz.

EXOR-basierte Synthese

Durch den häufigen Einsatz von FPGAs ist die Verwendung von EXOR-Gattern in der Logiksynthese sehr vielversprechend geworden, da auf FPGAs EXOR-Gatter oft die gleichen Kosten verursachen wie AND- und ODER-Gatter. In diesem Zusammenhang können LT-BDDs gesehen werden, welche sozusagen EXOR-Gatter an den Eingängen verwenden. Dies wurde bei der technologieabhängigen Synthese auch getan.

Rolf Drechsler, Prof. Dr., Wolfgang Günther, Dr. Exact Circuit Synthesis Advanced Computer Systems, 1998

Wolfgang Günther, Dr., Rolf Drechsler, Prof. Dr. Creating Hard Problem Instances in Logic Synthesis using Exact Minimization IEEE International Symposium on Circuits and Systems, 1999

Rolf Drechsler, Prof. Dr., Wolfgang Günther, Dr. Generation of Optimal Universal Logic Modules IEEE EUROMICRO Conference, 1999

Wolfgang Günther, Dr., Rolf Drechsler, Prof. Dr. ACTion: Combining Technology Mapping and Logic Synthesis for MUX based FPGAs EUROMICRO, 2000

Wolfgang Günther, Dr., Rolf Drechsler, Prof. Dr. Performance Driven Optimization for MUX based FPGAs VLSI Design Conf., 2001