11、基于C语言的高级综合交互式设计环境

基于C语言的高级综合交互式设计环境

1. 引言

RTL（寄存器传输级）综合自动化是一个非常复杂的问题，大多数综合任务都是NP完全问题。这导致设计时间长，结果往往不是最优的，无法满足实际应用中的性能或面积要求。

为了解决这个问题，提出了交互式综合方法，该方法允许设计师在每个阶段控制设计过程，观察设计决策的效果，并根据需要手动覆盖综合决策。这一过程通过方便的图形用户界面（GUI）来实现。

硬件描述语言（HDLs）如Verilog HDL和VHDL常用于RTL设计的输入。然而，系统设计师通常使用C/C++等编程语言来编写模型，以估计系统性能、验证设计的功能正确性，甚至将设计细化为具体实现。C/C++具有快速仿真的优点，并且有大量的遗留代码和库，便于系统建模。但将C/C++模型的部分设计用硬件实现时，需要手动将其转换为可综合的HDL子集，这个过程既耗时又容易出错。而使用基于C语言的语言来描述硬件和软件可以加速设计过程，方便软硬件迁移，同时可以使用C/C++硬件综合工具将C/C++模型映射到逻辑网表。

2. 相关工作

RTL建模、RTL设计和行为综合（即高级综合，HLS）等问题已经研究了十多年。近年来，一些项目开始探索使用C/C++作为当前设计流程的输入，通过添加新的构造来建模粗粒度并行性、通信和数据类型，这些构造可以定义为新的语法结构，也可以作为C++类库的一部分实现。

为了便于将C/C++模型映射到硬件，有一些工具可以自动将基于C/C++的描述转换为行为级或寄存器传输级（RTL）的HDL。然而，许多自动综合工具（即一键式综合）虽然已经开发出来，但它们无法访问综合过程中创建的中间设计模型，也无法让设计师更改重要决策。设计师只