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第1章 绪论1

1.1 研究背景及意义2

1.2 研究现状分析5

1.2.1 高层次综合研究现状5

1.2.2 高层次测试综合研究现状5

1.2.3 高层次低功耗综合研究现状8

1.3 本书的主要研究内容11

1.3.1 新型高层次测试综合方法研究12

1.3.2 新型高层次低功耗综合方法研究13

1.3.3 基于多项式符号代数的高层次新方法研究13

1.4 本书的结构安排14

第2章 高层次综合理论和方法17

2.1 高层次综合技术18

2.1.1 高层次综合的基本原理18

2.1.2 开展高层次综合的原因21

2.1.3 高层次综合的不同阶段21

2.1.4 调度算法25

2.1.5 分配算法29

2.1.6 高层次综合实例32

2.2 可测性设计理论和技术34

2.2.1 可测性设计技术34

2.2.2 可测性分析技术35

2.2.3 测试综合技术37

2.3 低功耗设计理论和技术39

2.3.1 CMOS电路功耗的来源39

2.3.2 低功耗设计方法41

2.3.3 高层次综合中的功率降低方法43

2.3.4 峰值功率最小化的原因45

2.3.5 降低平均功率和能耗的原因45

2.3.6 应用频率和电压缩放的原因46

2.3.7 多供应电压、动态时钟和多周期47

第3章 高层次综合过程可测性问题的分析和研究53

3.1 资源分配过程降低时序深度54

3.1.1 可控制性和可观察性的提高54

3.1.2 时序深度降低56

3.1.3 寄存器分配的具体实现过程59

3.1.4 模块分过程67

3.1.5 互连分配68

3.1.6 实例验证68

3.2 资源分配过程降低时序环路70

3.2.1 无循环调度数据流图中的时序环路对可测性的影响71

3.2.2 有循环调度数据流图中的时序环路对可测性的影响74

3.2.3 寄存器分配78

3.3 调度过程的可测性综合80

3.3.1 调度过程可控制性和可观察性的提高80

3.3.2 通过调度来降低时序深度和时序环路81

3.3.3 基于灵活度通路的调度算法83

3.4 应用层次化控制数据流图解决条件资源共享可测性问题86

第4章 应用图理论的高层次测试综合方法89

4.1 高层次综合中与可测性相关的知识91

4.1.1 数据通路电路图91

4.1.2 变量的生存周期和分类91

4.1.3 可控制性和可观测性92

4.1.4 时序通路92

4.1.5 时序环路92

4.1.6 基于可测性高层次综合的4个准则93

4.2 基于加权相容图的可测性寄存器分配算法94

4.2.1 基于可测性的寄存器分配模型94

4.2.2 寄存器分配相容图的团划分算法97

4.2.3 算法的时间复杂度分析103

4.2.4 实验结果104

第5章 高层次功耗优化理论和方法109

5.1 高层次功耗优化相关研究工作111

5.1.1 数据通路调度过程中使用电压降低实现能量或降低平均功耗111

5.1.2 高层次综合过程中开关活动性的降低115

5.1.3 通过数据通路调度减少峰值功率120

5.1.4 可变电压处理器调度121

5.1.5 基于低功耗或高性能可变电压、频率、延迟和多电压系统的设计和综合123

5.2 一种能耗最小化方法127

5.2.1 目标架构和数据通路规范128

5.2.2 时间约束调度129

5.2.3 资源约束调度136

5.2.4 能耗最小化方法总结141

第6章 应用多目标遗传算法的高层次多电压功耗优化方法143

6.1 问题表示144

6.1.1 问题定义145

6.1.2 遗传算法的染色体编码145

6.1.3 问题的数学模型表示146

6.2 无效染色体的形成原因147

6.3 违反时间和违反面积约束的无效染色体的解决147

6.3.1 问题转换147

6.3.2 基于Pareto强度值的个体排序149

6.4 违反数据依赖关系的无效染色体的解决149

6.4.1 基于数据依赖的单点杂交算子151

6.4.2 无效染色体的重调度分配153

6.5 基于Pareto强度值和数据依赖单点杂交的多目标遗传算法155

6.6 实验结果155

第7章 峰值功耗优化改进的力引导调度方法159

7.1 基本的力引导调度算法161

7.2 改进的功耗优化的力引导调度算法162

7.2.1 单周期操作的峰值功耗优化的力引导调度算法163

7.2.2 多周期操作的峰值功耗优化的力引导调度算法168

7.3 实验结果170

第8章 基于多项式符号代数的高层次综合方法173

8.1 多项式符号表示和运算178

8.1.1 一元多项式的定义178

8.1.2 一元多项式的运算178

8.1.3 多元多项式的符号表示179

8.1.4 多元多项式的运算180

8.2 基于多项式符号代数的高层次测试综合方法180

8.3 基于多项式符号代数的高层次低功耗综合方法181

8.4 基于多项式符号代数的高层次综合研究展望182

8.4.1 研究内容、目标及拟解决的关键问题182

8.4.2 研究采用的方法、技术路线及可行性分析184

8.4.3 相关研究的学术思想及创新之处186

8.4.4 研究所涉及的学科交叉情况187

8.4.5 相关研究的后续发展潜力187

8.5 本章小结188

第9章 总结与展望189

参考文献192