LogicLock邏輯鎖定簡介

本節(jié)介紹Quartus的一個工具LogicLock，會在后面的實例里面介紹LogicLock的具體使用。

邏輯鎖定方法學(xué)
邏輯鎖定方法學(xué)（LogicLock Methodology）內(nèi)容就是在設(shè)計時采用邏輯鎖定的基于模塊設(shè)計流程（LogicLock block-based design flow），來達(dá)到固定單模塊優(yōu)化的目的。這種設(shè)計方法學(xué)中第一次引入了高效團(tuán)隊合作方法：它可以讓每個單模塊設(shè)計者獨(dú)立優(yōu)化他的設(shè)計，并把所用資源鎖定。
這樣在合成頂層設(shè)計時就可以保持每個模塊的性能，而且它還讓邏輯模塊可重復(fù)使用，提高了資源利用率，縮短了設(shè)計周期。邏輯鎖定的基于模塊設(shè)計流程與傳統(tǒng)設(shè)計流程對比如圖5.37所示。

邏輯鎖定優(yōu)勢

性能不變，而設(shè)計周期更短。使用LogicLock約束，邏輯模塊只需優(yōu)化一次。通過約束達(dá)到性能要求后，LogicLock區(qū)域的回傳機(jī)制將此性能指標(biāo)保持不變。例如，設(shè)計人員可以在設(shè)計中使用一個PCI宏函數(shù)，鎖定布局和性能指標(biāo)。在設(shè)計中，加入其他邏輯模塊或者在其他區(qū)域中改變邏輯都不會影響PCI核的性能。LogicLock流程減少了完成一個工程所需的設(shè)計周期數(shù)量。

更強(qiáng)的分層次設(shè)計流程。設(shè)計人員通過LogicLock流程，可以保持每個模塊的特性不變，通過分層次區(qū)域?qū)嵤┖芸斓剡_(dá)到性能指標(biāo)。采用LogicLock方法學(xué)，設(shè)計人員或者設(shè)計團(tuán)隊可以在設(shè)計中獨(dú)立工作，完成布局布線，優(yōu)化和對每個設(shè)計模塊的驗證。在集成階段，只需對整個系統(tǒng)進(jìn)行驗證。布局和每個模塊的性能保持不變。

優(yōu)化的設(shè)計重復(fù)使用流程。LogicLock約束可以由外部輸入。由于LogicLock方法允許將單個約束過的設(shè)計模塊輸入到多個設(shè)計中去，因此設(shè)計可以方便地重復(fù)使用。如圖5.38所示為工程師獨(dú)立開發(fā)的模塊在多個工程中使用的例子，模塊在每個實施中都有相同的性能。

邏輯鎖定參數(shù)設(shè)置

LogicLock區(qū)域參數(shù)設(shè)置在LogicLock區(qū)域中，設(shè)計人員可以控制布局。這些區(qū)域為真正的分層次設(shè)計提供基本構(gòu)架，設(shè)計中改變一個模塊不會影響到區(qū)域中其他模塊的性能。表5.4所示為控制LogicLock區(qū)域行為的各種參數(shù)含義。默認(rèn)的選項分別是浮動、自動、關(guān)閉和硬區(qū)域。

邏輯鎖定流程

首先，分析整體資源利用率，如果采用的FPGA芯片容量足夠，理論上只要保證重點(diǎn)模塊的資源利用率，就能保證整體設(shè)計的性能；然后采用邏輯鎖定的基于模塊設(shè)計流程（LogicLock block-based design flow）進(jìn)行設(shè)計，步驟如下。

（1）在Quartus?中綜合單個底層模塊。

（2）優(yōu)化重點(diǎn)模塊，進(jìn)行邏輯鎖定。

（3）反標(biāo)（back-annotaing）。

（4）導(dǎo)出模塊邏輯鎖定約束信息，包括原級網(wǎng)表（atom netlist）文件（.vqm）、布局信息（placement information）文件（qsf）和布線信息（routing information）文件（.rcf）。

（5）將這些約束文件導(dǎo)入頂層（top-level）工程中。

（6）編譯和驗證整個頂層設(shè)計。

（7）編譯完成后，查看時序分析界面是否達(dá)到要求。

以上介紹的邏輯鎖定的具體方法可以參照5.11小節(jié)。

通過應(yīng)用一種新的設(shè)計方法學(xué)——邏輯鎖定方法學(xué)（LogicLock Methodology），采用了模塊化、團(tuán)隊化的設(shè)計流程，對重點(diǎn)模塊進(jìn)行優(yōu)化，解決了傳統(tǒng)設(shè)計流程無法解決的問題，同時對其他FPGA設(shè)計工程中類似的問題提供了可借鑒的思路。