基于RTL综合策略的状态机优化方案

　　图2　基于DC Ultra的有限状态机自动优化流程

　　2.2　基于DC2Expert的手动优化策略

　　当输入设计文件不是以HDL描述的，或者DC不能从HDL文件中自动识别出状态机时，就要采用手动优化策略。

　　图3为手动优化策略的基本流程，其中展示了使用的命令、描述状态机的状态表和网表之间的关系。

　　图3　FSM 手机优化命令算法

　　从图3中可以看出，手动优化包括网表生成、状态表提取、基于状态表的优化和网表映射4 个阶段。Compile命令基于输入的HDL 文件生成网表， Extract命令基于网表生成状态表， Compile命令再基于状态机优化的状态表生成映射的网表。可选命令reduce_fsm和minimize_fsm基于状态表操作， reduce _fsm试图降低状态机相关的组合逻辑的复杂度， minimize_fsm则试图减少状态数目。

　　手动优化包含如下步骤：

　　（b）将设计读入DC。

　　如果设计不是以状态表格式给出的，按如下步骤提取状态表：

　　运行comp ile2map_effort low得到一个输入文件的网表;

　　根据需要使用set_fsm_state_vector指定状态向量;

　　使用group2fsm 将状态机逻辑划分到一个单独的模块，并将该模块设为当前设计;

　　使用set_fsm_encoding分派状态机状态;

　　使用extract从设计中提取状态机逻辑;

　　根据需要使用reduce_fsm降低状态机相关的组合逻辑的复杂度;

　　根据需要使用minimize_fsm，则试图减少状态数目;使用minimize_fsm，则试图减少状态数目。

　　c） 根据需要选用适当的命令，修改基于状态表的状态机的属性，如状态向量、状态编码、编码风格等。

　　d） 指定电路级约束条件和属性。

　　e） 编译整个设计。

　　图4是提取状态机的流程。

　　图5是基于状态表的优化流程。

　　3　应注意的问题

　　并非所有的有限状态机都可以使用本文所介绍的优化策略，原始的设计文件应该满足下列条件：

　　a） 所有的端口应该仅为输入或者输出端口，不支持输入输出端口。

　　b） 当一个模块中有多个状态机时，每次编译时只能提取出1个状态机，而提取哪个状态机是随机的，所以推荐每个模块仅包含1个有限状态机。

　　c） 状态机只能包含1个时钟。

　　4　结束语

　　采用本文介绍的优化策略，在不改变源代码的前提下，较之标准编译过程可以有效地提高状态机的性能。但因为在优化过程中特别是手动优化过程中对状态重新进行了编码，如果新的编码与原来的编码不一致，会导致逻辑错误，所以在使用这一策略时还要辅以其他手段进行逻辑验证。