智能EDA小白从0开始 —— DAY11 ABC

ABC 概述

工作原理

逻辑优化：

ABC采用基于AIG（And-Inverter Graph）的逻辑优化方法。AIG是一种表示逻辑函数的图结构，其中节点表示逻辑操作（如与、或、非等），边表示信号连接。
ABC通过应用一系列的逻辑优化规则，如节点合并、节点消除、冗余逻辑删除等，来简化AIG结构，从而减少逻辑电路中的门数和节点数。
这些优化规则旨在保持逻辑功能的正确性，同时提高电路的性能和资源利用率。

技术映射：

技术映射是将逻辑优化后的电路映射到具体的硬件实现上，如查找表（LUT）和标准单元。
ABC采用基于最佳延迟DAG（有向无环图）的技术映射方法。DAG是一种表示计算过程的图结构，其中节点表示操作，边表示数据依赖关系。
ABC通过计算DAG中各个节点的延迟和面积，并选择最优的映射方案，以实现最佳的性能和资源利用率。

时序分析：

时序分析是验证电路是否满足时序约束的关键步骤。
ABC采用启发式算法进行时序综合和验证。这些算法通过分析电路中的时序路径、计算路径延迟等，来确保电路在目标硬件平台上的性能表现满足设计要求。
如果发现时序不满足要求，ABC会尝试通过调整电路结构或优化时序路径来解决问题。
发展历程
ABC项目始于2007年，由加州大学伯克利分校的Alberto Sangiovanni-Vincentelli教授领导。该项目的初衷是重新开发MVSIS的核心包，以创建一个名为ABC的新编程环境。这一新环境的主要目标是保持数据结构的简单性和灵活性，使其能够适应各种应用程序的需求。

2008年，ABC项目发布了其第一个版本。这一版本已经能够优化、映射和重定时工业门级设计，支持高达100K门和10K序列元素的设计规模。同时，它还在现代计算机上实现了高效的性能，仅需约一分钟的CPU时间即可实现最佳延迟和启发式最小化面积。

从2009年至2011年，ABC项目持续改进其算法和功能。这一时期，ABC增加了基于AIG（And-Inverter Graph）的高效组合合成流，采用了DAG感知转换，并集成了时序优化技术。这些改进使得ABC在处理复杂硬件设计时的性能得到了显著提升。

自2012年至今，ABC项目继续扩展其功能以满足日益复杂的硬件设计需求。它增加了对外部无关项的支持、白盒技术映射以及合成历史记录等特性。这些新特性使得ABC在硬件设计和验证领域中的应用更加广泛和深入。

优势

ABC是一个不断发展的软件系统，它在综合和验证同步硬件设计中的二进制时序逻辑电路方面表现出色。ABC的优势主要体现在以下几个方面：

基于AIG的可扩展逻辑优化：ABC采用了基于AIG的逻辑优化方法，这种方法在处理大规模逻辑电路时具有高效性和可扩展性。
最佳延迟DAG的技术映射：ABC支持基于最佳延迟DAG的技术映射，使得设计能够映射到查找表和标准单元上，从而实现更好的性能和资源利用率。
启发式算法用于时序综合和验证：ABC采用了启发式算法来进行时序综合和验证，这些算法能够在保证设计正确性的同时，提高设计的质量和效率。
支持多种二进制格式：ABC支持多种二进制格式作为其输入和输出，如BLIF、PLA、BENCH、EDIF等，这使得它能够与其他硬件设计工具进行无缝集成。

不足之处

尽管ABC在硬件设计和验证领域中表现出色，但它也存在一些不足之处。由于ABC项目主要专注于处理二进制文件，因此其功能在某些方面显得相对单一。这种专注使得ABC在特定领域内展现出强大的性能，但也限制了其在更广泛应用场景中的灵活性。然而，在Yosys等开源硬件设计工具中，ABC仍然得到了广泛应用，主要用于逻辑优化和门级映射等方面。

应用

数字电路综合：

ABC可以用于将高级硬件描述语言（HDL）编写的电路代码综合为门级网表。这一过程中，ABC会进行逻辑优化、技术映射和时序分析，以生成高效、可实现的硬件电路。

FPGA设计：

在FPGA设计中，ABC可以用于优化和映射逻辑电路到FPGA的查找表和布线资源上。通过精确的时序分析和资源分配，ABC可以确保FPGA设计满足性能要求，并减少资源消耗。

ASIC设计：

在ASIC设计中，ABC可以用于生成标准单元库中的门级电路，并优化其布局和布线。通过精细的逻辑优化和时序分析，ABC可以提高ASIC设计的性能和可靠性。

硬件验证：

ABC还可以用于硬件验证过程中，通过模拟和仿真电路的行为来验证其正确性。通过对比模拟结果和预期结果，可以检测电路中的错误和缺陷，并进行修复和优化。
与其他工具的集成：
ABC支持多种二进制格式作为其输入和输出，这使得它能够与其他硬件设计工具进行无缝集成。例如，ABC可以与Yosys等开源硬件设计工具结合使用，共同完成电路的综合、优化和验证等任务。

                        
原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/thesky123456/article/details/142771675