本發(fā)明屬于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化eda領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊組合邏輯大小評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、芯片的設(shè)計(jì)由許多模塊以及模塊之間的通信信號(hào)組成，芯片的設(shè)計(jì)邏輯可以用rtl級(jí)較為高級(jí)的語言表示，如verilog，vhdl等，也可以由更為低級(jí)的網(wǎng)表（netlist）表示，網(wǎng)表中包含了具體的門級(jí)結(jié)構(gòu)和門之間的連線（net），從高級(jí)語言到低級(jí)語言的轉(zhuǎn)換過程叫做邏輯綜合。分割的對(duì)象可以是網(wǎng)表，也可以是rtl語言，前者屬于后期分割，后者屬于前期分割。如果要進(jìn)行邏輯綜合的并行過程，那么必須進(jìn)行rtl級(jí)的前期分割，將整體rtl分割成不同的子部分。

2、分割過程為將芯片的設(shè)計(jì)分成指定數(shù)量的子部分，每個(gè)子部分稱為子設(shè)計(jì)，在分割過程中，要求子設(shè)計(jì)之間的規(guī)模相等或者相近，以達(dá)到各個(gè)子設(shè)計(jì)之間的資源平衡，衡量模塊大小的標(biāo)準(zhǔn)有很多，比如功耗大小，邏輯規(guī)模大小，物理尺寸的大小，一般來說模塊的邏輯規(guī)模大小是最常用的標(biāo)準(zhǔn)。

3、如果將組合邏輯進(jìn)行綜合，那么將得到門級(jí)網(wǎng)表，邏輯規(guī)模則可以直接獲得，得到的邏輯規(guī)模也最準(zhǔn)確的，但是組合綜合過程常常需要消耗大量的時(shí)間和計(jì)算資源，代價(jià)非常大。模塊邏輯規(guī)模大小的估計(jì)主要的難點(diǎn)在于對(duì)組合邏輯的估計(jì)。時(shí)序邏輯與模塊中存在的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)個(gè)數(shù)有關(guān)，且相同狀態(tài)機(jī)的合并操作也比較容易，即具有相同次狀態(tài)和輸出的狀態(tài)可以合并，而組合邏輯的簡化過程涉及的情形更為復(fù)雜，所以估計(jì)起來難度更大。

4、現(xiàn)有rtl級(jí)分割常常將模塊組合邏輯進(jìn)行綜合后再給出模塊的邏輯規(guī)模大小，這種方法雖然結(jié)果更加準(zhǔn)確，但是消耗的時(shí)間過長，不適合rtl級(jí)的快速分割需求，因?yàn)閞tl級(jí)的分割本身是具有前期預(yù)布局的特點(diǎn)，需要更加快速的結(jié)果輸出。因而，需要一種對(duì)rtl級(jí)的模塊進(jìn)行快速、粗略地邏輯大小估算，不經(jīng)過綜合過程直接進(jìn)行rtl級(jí)的分割。邏輯表達(dá)式是用邏輯運(yùn)算符將關(guān)系表達(dá)式或邏輯量連接起來的有意義的式子，邏輯表達(dá)式的值是一個(gè)邏輯值，即“true”或“false”，編譯系統(tǒng)在給出邏輯運(yùn)算結(jié)果時(shí)，以數(shù)字1表示“真”，以數(shù)字0表示“假”，但在判斷一個(gè)量是否為“真”時(shí)，以0表示“假”，以非0表示“真”。所謂的邏輯大小，即為邏輯表達(dá)式中，相鄰變量之間的運(yùn)算次數(shù)的總和。

5、現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行邏輯轉(zhuǎn)換和簡化過程常采用兩種技術(shù)手段，第一種為表格法，其思路為根據(jù)真值表，首先將表達(dá)式為“真”的變量組合進(jìn)行提??；然后對(duì)上述組合按照變量為“真”的數(shù)量進(jìn)行分組；最后將“真”數(shù)量上相差1的相鄰分組中的變量組合進(jìn)行兩兩匹配，合并只有一個(gè)變量為不同的變量組合，更新表格；重復(fù)上述步驟以至無法進(jìn)行進(jìn)一步的化簡。該方法的優(yōu)點(diǎn)為能得到邏輯表達(dá)式的最簡形式，缺點(diǎn)是計(jì)算量巨大，無法快速得到結(jié)果。但在分割場景，需要快速得到簡化的邏輯表達(dá)式，估算出邏輯的資源，因而該方法很難滿足當(dāng)前大規(guī)模設(shè)計(jì)分割的需要。

6、第二種方法為二叉樹法，即樹的每一層節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)變量，該節(jié)點(diǎn)向左向右有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)子節(jié)點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)變量取“真”時(shí)的情況，另一個(gè)子節(jié)點(diǎn)則對(duì)應(yīng)父節(jié)點(diǎn)為“非”。整棵樹的葉子節(jié)點(diǎn)為“真”或者是“非”，“真”用“1”表示，“非”用“0”表示，得到表達(dá)式的結(jié)果。二叉樹法的過程為從葉子節(jié)點(diǎn)，也就是底部向上，逐層進(jìn)行相同子樹的合并與冗余節(jié)點(diǎn)的剔除，直到進(jìn)行上述操作到頂層節(jié)點(diǎn)。最后，從頂層節(jié)點(diǎn)出發(fā)，變量所有從頂點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)的路徑，取表達(dá)式為“真”的路徑形成邏輯表達(dá)式。該方法相比于表格法，速度更快，但在快速估計(jì)的需求中，仍然因?yàn)椴僮鞑襟E繁瑣，時(shí)間復(fù)雜度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種模塊組合邏輯大小評(píng)估方法，以解決現(xiàn)有模塊組合邏輯大小評(píng)估方法計(jì)算量巨大、操作步驟繁瑣、估算速度慢等問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明涉及一種模塊組合邏輯大小評(píng)估方法，其包括以下步驟：

4、s1.構(gòu)建初始邏輯樹；

5、s2.從邏輯樹的頂層至底層的方向，依次尋找某個(gè)節(jié)點(diǎn)下是否存在同結(jié)構(gòu)的子樹，若存在，刪除該節(jié)點(diǎn)及其中一個(gè)同結(jié)構(gòu)的子樹，將剩余的同結(jié)構(gòu)的子樹連接到該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)上；

6、s3.從邏輯樹的頂層至底層的方向，依次尋找不同節(jié)點(diǎn)下是否存在同結(jié)構(gòu)的子樹，若存在，刪除部分同結(jié)構(gòu)的子樹且僅保留唯一一個(gè)同結(jié)構(gòu)的子樹，并將對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)均連接至保留下來的唯一的子樹上；

7、s4.根據(jù)s2和s3得到的簡化的邏輯樹估算邏輯規(guī)模。

8、優(yōu)選地，所述s2和s3中判斷兩個(gè)子樹是否為同結(jié)構(gòu)的子樹的具體方法為：

9、步驟（1）.創(chuàng)建兩個(gè)隊(duì)列結(jié)構(gòu)；

10、步驟（2）.將兩個(gè)子樹的頂層節(jié)點(diǎn)分別推入兩個(gè)隊(duì)列結(jié)構(gòu)中；

11、步驟（3）.判斷兩個(gè)隊(duì)列是否相同，若相同，進(jìn)行下一步，否則，輸出子樹結(jié)構(gòu)不相同并結(jié)束判斷；

12、步驟（4）.彈出隊(duì)列結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，并將彈出的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)按順序推入兩個(gè)隊(duì)列結(jié)構(gòu)中；

13、步驟（5）.判斷兩個(gè)隊(duì)列是否均未推入子節(jié)點(diǎn)，若是，輸出子節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相同并結(jié)束判斷，若不是，進(jìn)行步驟（6）；

14、步驟（6）.判斷是否僅一個(gè)隊(duì)列推入子節(jié)點(diǎn)，若是，則輸出子樹結(jié)構(gòu)不相同并結(jié)束判斷，若否，返回步驟（3）。

15、優(yōu)選地，所述步驟（1）創(chuàng)建兩個(gè)隊(duì)列結(jié)構(gòu)前，先統(tǒng)計(jì)該節(jié)點(diǎn)兩個(gè)子樹中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量是否相同，若節(jié)點(diǎn)數(shù)量不相同，則判斷子樹結(jié)構(gòu)為不相同并結(jié)束判斷，若相同，則開始步驟（1）。

16、優(yōu)選地，所述s4基于簡化的邏輯樹，搜索簡化的邏輯樹的頂層節(jié)點(diǎn)到底層節(jié)點(diǎn)的所有邏輯路徑，并構(gòu)建邏輯表達(dá)式，基于邏輯表達(dá)式確定邏輯規(guī)模。

17、優(yōu)選地，所述s4搜索簡化的邏輯樹的頂層節(jié)點(diǎn)到底層節(jié)點(diǎn)的所有邏輯路徑時(shí)，搜索值為1的底層節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)的所有邏輯路徑并構(gòu)建相應(yīng)的邏輯表達(dá)式l1，基于邏輯表達(dá)式l1確定邏輯規(guī)模。

18、優(yōu)選地，所述s4獲取邏輯路徑的具體步驟為：

19、s4.1.構(gòu)建一個(gè)隊(duì)列，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集合；

20、s4.2.將頂層節(jié)點(diǎn)壓入隊(duì)列中；

21、s4.3.彈出最先進(jìn)入隊(duì)列中的節(jié)點(diǎn)，若彈出節(jié)點(diǎn)存在子節(jié)點(diǎn)，判斷彈出節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)在隊(duì)列中，若彈出節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在隊(duì)列中，將該彈出節(jié)點(diǎn)作為子節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入到該子節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集合中，若彈出節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)不在隊(duì)列中，按照節(jié)點(diǎn)層數(shù)從小到大的順序依次將彈出節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)帶入隊(duì)列中，以頂層節(jié)點(diǎn)作為被帶入節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，放入被帶入節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)集合中，若彈出節(jié)點(diǎn)不存在子節(jié)點(diǎn)，則不進(jìn)行任何操作；

22、s4.4.判斷隊(duì)列中是否存在節(jié)點(diǎn)，若存在，返回s4.3，若不存在，從值為1的底層節(jié)點(diǎn)開始，遞歸尋找驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，直到頂層節(jié)點(diǎn)位置，輸出所有路徑組合，形成最終的邏輯路徑。

23、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

24、本發(fā)明涉及的模塊組合邏輯大小評(píng)估方法對(duì)于初始邏輯樹，先尋找某個(gè)節(jié)點(diǎn)下是否存在同結(jié)構(gòu)的子樹，若存在，刪除該節(jié)點(diǎn)及其中一個(gè)同結(jié)構(gòu)的子樹，將剩余的同結(jié)構(gòu)的子樹連接到該節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)上；再尋找不同節(jié)點(diǎn)下是否存在同結(jié)構(gòu)的子樹，若存在，刪除部分同結(jié)構(gòu)的子樹且僅保留唯一一個(gè)同結(jié)構(gòu)的子樹，并將對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)均連接至保留下來的唯一的子樹上，進(jìn)而刪除冗余變量，得到簡化的邏輯樹；最后根據(jù)簡化的邏輯樹，使用全路徑搜索算法，快速獲得所有邏輯表達(dá)式為“1”的邏輯路徑，使得二叉樹法在不損失精度的情況下，速度更快，滿足rtl分割場景中對(duì)模塊組合邏輯規(guī)模的快速估計(jì)需求。