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白皮书

Datapath综合的编码准则

2009年8月

作者介绍

Reto

Zimmerman,本文将综述用于Datapath综合的编码准则。编码准则可分为两类：

首席工程师,

Synopsys,Inc.►有助于RTL代码算式功能正确性和帮助达成预期行为的准则

►有助于提高Datapath综合QoR（结果质量）的准则

Datapath综合

为编写出能在Datapath综合过程中获得最佳QoR的RTL代码，我们必须先理解综合器能支持的

Datapath功能、Datapath综合流程的工作原理以及编码会如何影响Datapath的效能。

支持的Datapath功能

提升Datapath性能的最重要技术是避免代价高昂的进位衍递（carry-propagation），并在可能

的情况下，我们应尽量利用RedundantExpression（如carrysave或partialproduct）来做算

术运算。其次就是要尽量利用高级别算术优化（例，公共因式共享和常数化简等）。为了让高级

别算术优化的效果更显著，我们应尽可能地从RTL代码中提取出最大规模的Datapath模块。

►积之合（SOP）：任意个乘积的总和（即，多个乘积和被加数相加）可以整体整合在一个

Datapath模块内、如此，整个模块只需要最后一层进位加法器（carrypropagationadder）。

其他的内部运算都可以用redundantnumber算式完成（例，carrysave）。

例：“z=a*b+c*d-483*e+f-g+2918”。

►合之积（POS）：有限的合的乘积（即对合进行乘法运算），也可以在一个Datapath模块内、

用只带最后一层的进位加法器（carrypropagationadder）实施。（即在乘法前，没有进位运

算）。限制是只有一个乘法操作数可以是carrysave格式，而其他操作数必须是二进制。

例：“z=(a+b)*c”，“z=a*b*c”。

►Select-op：选择运算（即，选择器、整个运算范围的乘法器）可在冗余内部结果上，作为Datapath

模块的一部分实现（即，在选择运算前没有进位运算）。

例：“z=(sign?-(a*b):(a*b))+c”。

►比较：可在冗余内部结果上，作为Datapath模块的一部分实现比较（即，在比较前没有进位运算）。

例：“t1=a+b；t2=c*d；z=t1t2”（仅当没被内部删节时，‘t1’和‘t2’才

在进位存储中）。

►移位：常量和变量移位可作为Datapath模块的一部分实现（即，在比较前没有进位运算）。

例：“t1=a*b；z=(t1c)+d”。

综合流程

Datapath流程包含如下阶段：

1．Datapath析取：从RTL代码中尽可能多地析取出Datapath模块

2．Datapath优化：在析取出的Datapath模块上进行高层次算术优化

3．Datapath生成：在特定约束、条件和库情况下，灵活、由内容驱动的Datapath生成器为

Datapath模块生成优化的网络表。

编码目标

可通过实现如下目标，为Datapath综合实现RTL代码优化：

►使能Datapath析取来析取可能的最大Datapath模块

►使能Datapath优化以有效实施高水平算术优化

►使能Datapath生成以充分发挥其可实现的功能

如下准则有助于编写出可实现这些目标的代码。

支持工具

Synopsys的DesignCompiler能在这种