CN105095607A - 一种针对asic设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及芯片设计技术领域，特别是涉及一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统，该方法包括：对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；提取初始分析数据中的冗余特征，并识别出网表的逻辑冗余；利用冗余特征，对网表的逻辑冗余进行分类，并利用逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对逻辑冗余进行冗余节点划分，得到逻辑冗余的冗余节点；利用逻辑冗余的冗余节点，删除逻辑冗余，得到优化后的网表。相较现有技术，本发明能识别出更多类别的逻辑冗余并进行优化，以及能够对不同类别的逻辑冗余进行自动删除，以此，有效地减少了ASIC设计逻辑冗余，进而降低了设计冗余度。

Description

一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统

技术领域

本发明涉及芯片设计技术领域，特别是涉及一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统。

背景技术

目前，在常规的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，专用集成电路)芯片的逻辑设计过程中，代码的修改或者版本的更新通常会产生一定的逻辑冗余。这种逻辑冗余虽然不会对芯片功能产生恶劣的影响，但也存在占用芯片资源、提高芯片功耗等多方面的不利影响，因此，对于目前追求极低功耗的芯片而言，减少ASIC设计中的逻辑冗余是一个降低功耗的重要手段和必要环节。

但是目前业界各大EDA工具对于逻辑冗余的优化去除功能并不完善。在现有的减少ASIC设计逻辑冗余的方法中，常规的逻辑冗余识别、优化方法主要集中在两个方面：一是采用综合工具自动完成部分冗余逻辑的优化，如无负载冗余删除、寄存器合并、逻辑简化等功能。但该方法对某些种类冗余逻辑的识别优化能力有限，比如自反馈冗余就无法识别优化，往往综合后网表中仍然包含不少冗余。对于某些特定设计，冗余度仍然很高。二是通过ASIC逻辑的功能模拟来完成代码覆盖率统计。这通常需要大量的人力和物力来完成系统的功能模拟，将模拟得到的覆盖率信息用于随后的RTL代码分析，人工定位冗余逻辑位置，再进行手工的代码修改。整个过程不仅费时费力，并且人工修改出错的概率还挺高。

基于此，亟需一种能够克服上述缺点，有效减少ASIC设计逻辑冗余的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统，以达到有效减少ASIC设计逻辑冗余，进而降低设计冗余度的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法，包括：

对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

提取所述初始分析数据中的冗余特征，并识别出所述网表的逻辑冗余；

利用所述冗余特征，对所述网表的逻辑冗余进行分类，并利用所述逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对所述逻辑冗余进行冗余节点划分，得到所述逻辑冗余的冗余节点；

利用所述逻辑冗余的冗余节点，删除所述逻辑冗余，得到优化后的网表。

上述方法中，优选的，在识别出所述网表的逻辑冗余之后，还包括：

利用识别出的所述网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

上述方法中，优选的，在得到所述逻辑冗余的冗余节点之后，还包括：

利用对所述网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对所述逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

上述方法中，优选的，在得到所述优化后的网表之后，还包括：

对所述优化后的网表进行逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

上述方法中，优选的，所述对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据，包括：

利用综合工具对所述网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

对所述综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到所述初始分析数据。

本发明还提供了一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化系统，包括：

初始分析数据确定单元，用于对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

识别单元，用于提取所述初始分析数据中的冗余特征，并识别出所述网表的逻辑冗余；

分类单元，用于利用所述冗余特征，对所述网表的逻辑冗余进行分类，并利用所述逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对所述逻辑冗余进行冗余节点划分，得到所述逻辑冗余的冗余节点；

删除单元，用于利用所述逻辑冗余的冗余节点，删除所述逻辑冗余，得到优化后的网表。

上述系统中，优选的，还包括：

冗余识别报告生成单元，用于在所述识别单元识别出所述网表的逻辑冗余之后，利用识别出的所述网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认；

上述系统中，优选的，还包括：

冗余分类报告生成单元，用于在所述分类单元得到所述逻辑冗余的冗余节点之后，利用对所述网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对所述逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

上述系统中，优选的，还包括：

逻辑等价性检查单元，用于在删除单元得到所述优化后的网表之后，对所述优化后的网表进行逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

上述系统中，优选的，所述初始分析数据确定单元包括：

逻辑综合子单元，用于利用综合工具对所述网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

初始分析数据确定子单元，用于对所述综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到所述初始分析数据。

以上本发明提供的针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统中，先利用常规手段得到网表的初始分析数据，然后，提取初始分析数据中的冗余特征，并识别出网表的逻辑冗余；接着，也是本发明最重要的地方，利用识别出来的冗余特征对网表的逻辑冗余进行细致分类，即使是自反馈冗余或者是其它现有技术中无法识别进行优化处理的类别也能分类出来，然后利用该逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对该逻辑冗余进行冗余节点划分，得到这个逻辑冗余的冗余节点；最后，当知道某个逻辑冗余的全部冗余节点时，就能够知道这个逻辑冗余的边界，然后就可以参照这个边界自动删除逻辑冗余，得到优化后的网表。相较现有技术，本发明能识别出更多类别的逻辑冗余并进行优化，以及能够对不同类别的逻辑冗余进行自动删除，以此，有效地减少了ASIC设计逻辑冗余，进而降低了设计冗余度。

并且，本发明所提供的技术方案能够方便地嵌入到常规的ASIC设计流程中，高效地完成设计中冗余逻辑的识别和优化功能，极大地提高了冗余优化的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法的另一流程图；

图3为本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法的又一流程图；

图4为本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法的逻辑图；

图5为本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的系统的结构框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法及系统，以达到有效减少ASIC设计逻辑冗余，进而降低设计冗余度的目的。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参考图1，示出了本发明实施例提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法的流程图，该方法具体可以包括如下步骤：

步骤S100、对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

具体地，利用常规的逻辑综合、逻辑等价性检查手段对网表进行分析处理，得到初始分析数据。进一步更具体的实现请参考下一实施例中进行详细阐述。

步骤S101、提取初始分析数据中的冗余特征，并识别出网表的逻辑冗余；

具体地，冗余逻辑识别软件结合初始分析数据完成对逻辑综合后网表的冗余特征分析，识别出网表中的逻辑冗余。

步骤S102、利用冗余特征，对网表的逻辑冗余进行分类，并利用逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对逻辑冗余进行冗余节点划分，得到逻辑冗余的冗余节点；

本发明中，逻辑冗余的类别可以为无负载冗余、自反馈冗余及逻辑空间冗余，还可以是常值冗余、并联冗余及互斥结构冗余等多种冗余逻辑，本发明中，冗余逻辑分类软件利用识别出来的冗余特征对网表的逻辑冗余进行细致分类，具体地，根据不同的冗余特征对设计逻辑进行细致分类，并综合利用多种追踪算法对冗余边界进行划分。即使是自反馈冗余或者是其它现有技术中无法识别进行优化处理的类别也能分类出来。

本发明中，当知道某个逻辑冗余的全部冗余节点时，就能够知道这个逻辑冗余的边界，然后就可以参照这个边界自动删除逻辑冗余，得到优化后的网表。

步骤S103、利用逻辑冗余的冗余节点，删除逻辑冗余，得到优化后的网表。

具体地，根据步骤S102中冗余逻辑删除软件划分的冗余节点对逻辑综合后网表进行冗余去除，产生优化后的逻辑网表

在实际应用中，必要时可以采用本发明的方法对逻辑设计在不同工作模式下多次进行循环优化以尽可能降低设计冗余度。

本发明中，步骤S101至步骤S103完成了对网表逻辑冗余的优化，包括冗余识别、冗余分类和冗余删除，其为自研软件完成的功能，其也是本发明的重点所在。进一步地，还可以在冗余优化步骤后新增一项逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

综上，相较现有技术，本发明能识别出更多类别的逻辑冗余并进行优化，以及能够对不同类别的逻辑冗余进行自动删除，以此，有效地减少了ASIC设计逻辑冗余，进而降低了设计冗余度。

并且，本发明所提供的技术方案中涉及的逻辑综合、逻辑等价性检查为常规ASIC设计流程可以完成的步骤，即步骤S100中可以从常规流程中获取初始分析数据。由此可见，本发明的优化方法与常规的ASIC设计流程相结合，不会扰乱常规的ASIC设计流程，它可以方便、完整地嵌入到常规的ASIC设计流程中，既是对常规设计流程的有益补充，又能高效地完成设计中冗余逻辑的识别和优化功能，极大地提高了冗余优化的效率。

基于上述本发明各实施例所公开的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法，在本发明另一实施例中，参考图2，具体地，可以通过以下内容执行步骤S100、对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据：

步骤S200、利用综合工具对网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

步骤S201、对综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到初始分析数据。

由此可见，本发明的优化方法与常规的ASIC设计流程相结合，不会扰乱常规的ASIC设计流程，它可以方便、完整地嵌入到常规的ASIC设计流程中，既是对常规设计流程的有益补充，又能高效地完成设计中冗余逻辑的识别和优化功能，极大地提高了冗余优化的效率。

基于上述本发明实施例所公开的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法，在本发明另一实施例中，进一步地，参考图3，图中圆角框的内容表示流程输入或输出的文件。直角框的内容表示流程中各主体步骤。实线箭头表示流程的运行方向，虚线箭头表示各步骤产生的输出文件。

在步骤S101中识别出网表的逻辑冗余之后，可以利用识别出的网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

在步骤S103中得到逻辑冗余的冗余节点之后，可以利用对网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告。实际应用中，还可以基于冗余分类报告生成冗余优化指导文件，生成的冗余分类报告和冗余优化指导文件便于用户对设计中的冗余逻辑进行确认。对经确认需要保留的ASIC逻辑在冗余优化指导文件中给予明确指示。对经确认需要优化删除的冗余逻辑通过该指导文件传递给冗余删除软件自动完成删除处理。

进一步地，在步骤S103中得到优化后的网表之后，还可以对优化后的网表进行逻辑等价性检查，得到检查报告，以验证冗余优化的正确性。另外，在得到优化后的网表之后，本发明能够自动产生用于后续逻辑等价性检查的验证配置文件。

基于上述本发明各实施例所公开的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法，为了便于本领域技术人员理解本发明所提供的技术方案，在本发明再一实施例中，参考图4，本实施例结合本发明技术方案和实际应用展示了逻辑冗余的几种可能情况，同时通过这几种情况的说明可以对本发明的内容及实施过程作一个直观的介绍：

在图中寄存器1、寄存器2作为ASIC逻辑的存储单元把组合逻辑分成前后两部分。通过时序控制,寄存器能够按节拍保存其前部分组合逻辑的输出,并为其后部分的组合逻辑提供输入值。芯片输出端口与寄存器一样都可用于对其前部分的逻辑输出进行观测，它们统称为测试的观测点。

冗余逻辑的一种类别为无负载冗余,是指ASIC逻辑的输出未连接有效的观测点，不能对后续逻辑进行控制。如图中的组合逻辑C和寄存器1，若它们后面未连接逻辑单元或输出端口，则它们为无负载冗余逻辑，可以在冗余优化中被删除。同时该逻辑又是其前部分逻辑的负载。如图中若组合逻辑A只有寄存器1为其唯一的观测点，当寄存器1被删除后，组合逻辑A也成为无负载冗余逻辑。同理，对冗余逻辑的分析可以根据逻辑结构一步一步往前推进。

冗余逻辑的另一类别为自反馈冗余，是指ASIC逻辑的观测寄存器的输出值除反馈至其前部分组合逻辑外，无其它观测点。如图中的逻辑门2、逻辑门3、组合逻辑B、寄存器2构成自反馈环路。在组合逻辑A、组合逻辑C和寄存器1被冗余删除后，寄存器2的输出除反馈至该环路本身外，没有其它观测点。该反馈环路对其它逻辑不起控制作用，寄存器2仅能起到观测作用。从功能控制的观点看，该反馈环路为自反馈冗余，可以在冗余优化中被删除。

目前业界的EDA工具对某些类别的冗余逻辑能够做优化处理，但仍有许多冗余类别处理不好。如上述的无负载冗余，某些综合工具能够识别并删除，但对自反馈冗余却并不作处理。本发明的作用即对这些EDA工具处理不好的逻辑冗余进行优化。在本发明的冗余识别过程中，识别算法通过对各设计逻辑进行冗余特征分析，确定逻辑冗余的存在。如图中寄存器1、组合逻辑C无后续观测点，它们满足无负载冗余的特征。但寄存器2存在后续观测点，即寄存器1和它本身，不符合无负载冗余的特征。在本发明的冗余分类过程，分类算法会对满足冗余特征的逻辑进一步分析细化，进行类别划分。同时对冗余逻辑进行追踪，查找冗余逻辑边界。如图中寄存器1被认定为无负载冗余后，会根据无负载冗余追踪算法继续向前查找该类冗余逻辑的边界。由于逻辑门3的输出分别传递给组合逻辑A和组合逻辑B，逻辑门3之前部分逻辑信号存在两个观测点，别为寄存器1和寄存器2。而组合逻辑A只有一个观测点寄存器1，组合逻辑B也只有一个观测点寄存器2。因此该无负载冗余逻辑的一个边界可以确定为a节点。a节点之后的组合逻辑A和寄存器1可以划定为无负载冗余逻辑的范畴。组合逻辑A的其它各输入节点可继续划定为该无负载冗余逻辑的边界。组合逻辑C作为无负载冗余的一个边界可以确定为c节点，但不包括d节点。随着冗余识别和冗余分类的推进，组合逻辑A、组合逻辑C和寄存器1被判定为无负载冗余后，寄存器2满足自反馈冗余的特征，可以进一步识别出冗余逻辑的存在。冗余追踪算法判定出逻辑门2、逻辑门3、组合逻辑B、寄存器2为自反馈冗余环路后，逻辑门1、逻辑门2和逻辑门3会进一步被识别为新的冗余逻辑。逻辑门2和逻辑门3成为自反馈冗余与新冗余逻辑的公共单元。该自反馈冗余逻辑的边界划分会综合考虑，继续往前推进，直至整个ASIC逻辑设计完全分析划分完毕。再由冗余删除软件对分析出的冗余逻辑按冗余边界进行处理，形成新的逻辑网表和验证配置文件交由后续ASIC设计流程。

基于上述本发明各实施例所公开的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法，本发明实施例还提供了一种减少ASIC设计逻辑冗余的系统，参考图5，该系统500可以包括如下内容：

初始分析数据确定单元501，用于对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

识别单元502，用于提取初始分析数据中的冗余特征，并识别出网表的逻辑冗余；

分类单元503，用于利用冗余特征，对网表的逻辑冗余进行分类，并利用逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对逻辑冗余进行冗余节点划分，得到逻辑冗余的冗余节点；

删除单元504，用于利用逻辑冗余的冗余节点，删除逻辑冗余，得到优化后的网表。

本发明中，上述系统500还可以包括冗余识别报告生成单元，用于在识别单元识别出网表的逻辑冗余之后，利用识别出的网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认；

本发明中，上述系统500还可以冗余分类报告生成单元，用于在分类单元得到逻辑冗余的冗余节点之后，利用对网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

本发明中，上述系统500还可以逻辑等价性检查单元，用于在删除单元得到优化后的网表之后，对优化后的网表进行逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

本发明中，上述初始分析数据确定单元包括：

逻辑综合子单元，用于利用综合工具对网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

初始分析数据确定子单元，用于对综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到初始分析数据。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种减少ASIC设计逻辑冗余的方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化方法，其特征在于，包括：

对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

提取所述初始分析数据中的冗余特征，并识别出所述网表的逻辑冗余；

利用所述冗余特征，对所述网表的逻辑冗余进行分类，并利用所述逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对所述逻辑冗余进行冗余节点划分，得到所述逻辑冗余的冗余节点；

利用所述逻辑冗余的冗余节点，删除所述逻辑冗余，得到优化后的网表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在识别出所述网表的逻辑冗余之后，还包括：

利用识别出的所述网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到所述逻辑冗余的冗余节点之后，还包括：

利用对所述网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对所述逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，在得到所述优化后的网表之后，还包括：

对所述优化后的网表进行逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据，包括：

利用综合工具对所述网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

对所述综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到所述初始分析数据。

6.一种针对ASIC设计中网表逻辑冗余的优化系统，其特征在于，包括：

初始分析数据确定单元，用于对ASIC设计过程中的网表进行针对逻辑冗余的分析处理，得到初始分析数据；

识别单元，用于提取所述初始分析数据中的冗余特征，并识别出所述网表的逻辑冗余；

分类单元，用于利用所述冗余特征，对所述网表的逻辑冗余进行分类，并利用所述逻辑冗余所属类别对应的划分方式，对所述逻辑冗余进行冗余节点划分，得到所述逻辑冗余的冗余节点；

删除单元，用于利用所述逻辑冗余的冗余节点，删除所述逻辑冗余，得到优化后的网表。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

冗余识别报告生成单元，用于在所述识别单元识别出所述网表的逻辑冗余之后，利用识别出的所述网表的逻辑冗余，生成冗余识别报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

冗余分类报告生成单元，用于在所述分类单元得到所述逻辑冗余的冗余节点之后，利用对所述网表的逻辑冗余进行分类的分类结果及对所述逻辑冗余进行冗余节点划分的划分结果，生成冗余分类报告，以便用户对设计中的逻辑冗余进行查看和确认。

9.如权利要求6至8任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：

逻辑等价性检查单元，用于在删除单元得到所述优化后的网表之后，对所述优化后的网表进行逻辑等价性检查，以验证冗余优化的正确性。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述初始分析数据确定单元包括：

逻辑综合子单元，用于利用综合工具对所述网表进行逻辑综合，得到综合后的网表；

初始分析数据确定子单元，用于对所述综合后的网表进行逻辑等价性检查，得到所述初始分析数据。