SoC設(shè)計優(yōu)化的域特定語言方法和建模.pdf

1、針對SoC設(shè)計環(huán)境中數(shù)字VLSI前端設(shè)計技術(shù)與快速產(chǎn)品開發(fā)之間的矛盾，采用域特定的分析方法，結(jié)合編譯技術(shù)、XML系列技術(shù)、模糊邏輯、多目標智能優(yōu)化算法等技術(shù)手段，對SoC設(shè)計優(yōu)化研究完成了如下成果：
　　 設(shè)計實現(xiàn)了名為MetaHDL的域特定語言，用于參數(shù)化、可配置RTL設(shè)計，可廣泛應(yīng)用于從面向邏輯的IP設(shè)計到面向IP集成的SoC設(shè)計的各個芯片設(shè)計項目中。Meta HDL具備由自動參數(shù)化機制和預(yù)處理器構(gòu)成的二級代碼配置體系，使設(shè)

2、計者能夠高效地完成可復(fù)用代碼設(shè)計，并減少20％-90％的代碼量。MetaHDL語法為可復(fù)用RTL設(shè)計作了專門的優(yōu)化，提升了代碼的可讀性和表現(xiàn)力。MetaHDL編譯器其內(nèi)建的一系列代碼靜態(tài)檢查機制在生成System Verilog代碼的同時，保證了代碼質(zhì)量，也降低了RTL設(shè)計的專業(yè)化程度，有利于提高團隊的整體工作質(zhì)量和競爭力。
　　 提出了名為FGRX的細粒度可復(fù)用設(shè)計方法，并給出了基于XMLSchema的實現(xiàn)方式，為SoC的重量

3、級復(fù)用場景和基于平臺(Platform-based)的SoC設(shè)計提供了可靠的解決方案。FGRX方法通過細化可復(fù)用對象的粒度，擴大了可復(fù)用對象的范圍，是對現(xiàn)有可復(fù)用設(shè)計方法學(xué)的擴充。它通過自動構(gòu)造原語級描述編譯器，以靜態(tài)檢查的手段保證復(fù)用規(guī)則的可靠實施。FGRX方法通過定義轉(zhuǎn)換規(guī)則，封裝了冗余代碼，自動同步了各個生成文件的內(nèi)容，從而有效地管理了整個可復(fù)用設(shè)計過程。FGRX的增量設(shè)計模式可以達到幾十倍到幾千倍的代碼精簡，并且整套方法的性能不

4、隨對象粒度和數(shù)量的變化而變化，具有良好的可縮放性。
　　 提出了名為TBPM的基于事物數(shù)據(jù)流的架構(gòu)級性能建模方法，以有向無環(huán)圖的簡單結(jié)構(gòu)描述復(fù)雜系統(tǒng)，并設(shè)計了名為PML的語言作為這種方法的實現(xiàn)。用PML對系統(tǒng)進行性能建模可以避開邏輯描述的復(fù)雜度，快速地完成包括軟件在內(nèi)的SoC系統(tǒng)級建模用于周期精確的仿真，并且能夠靈活地調(diào)整模型內(nèi)各個關(guān)鍵元素。設(shè)計者在系統(tǒng)劃分時可以快速考慮多種方案，并通過周期精確的仿真獲取各個性能數(shù)據(jù)用于量化架構(gòu)

5、評估。
　　 設(shè)計了一種與TBPM方法配合使用的離散粒子群算法來自動優(yōu)化架構(gòu)級性能參數(shù)、探索架構(gòu)設(shè)計的解空間。通過擴充PML語法，允許設(shè)計者指定優(yōu)化目標、定義參數(shù)取值范圍、指明相應(yīng)的設(shè)計代價。算法通過自動構(gòu)造性能模型并通過周期精確的仿真得出各性能目標的實際值，并結(jié)合模糊邏輯按照設(shè)計者的偏好和決策權(quán)重找出優(yōu)化的架構(gòu)設(shè)計方案。PML作為問題描述的過渡層，分離了性能模型、性能目標和優(yōu)化算法三個部分，從而把各個部分模塊化，便入引入更多優(yōu)

6、化算實現(xiàn)。在粒子群優(yōu)化算法中采用互補振蕩參數(shù)控制方式，能使算法在架構(gòu)參數(shù)優(yōu)化問題中快速逼近優(yōu)化解，縮短解空間探查時間。結(jié)合OWA算子的可行解綜合考量，把高維度向量的Pareto排序簡化為標量排序，極大地簡化了算法的復(fù)雜度，并且有效地結(jié)合了設(shè)計者的決策權(quán)重，讓設(shè)計者可自由地調(diào)節(jié)優(yōu)化傾向，找出不同性質(zhì)的優(yōu)化解?；跀?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和群集運算環(huán)境的粒子算法實現(xiàn)，很好地處理了各個程序組件之間的異步通信問題，也能夠根據(jù)部署環(huán)境，充分利用運算資源，具