至芯FPGA课程之综合理论分享
一、综合理论基础
综合理论，称为综合目的编码风格（coding style for synthesis），和非综合目的编码风格（coding style for nonsynthesis）。
综合目的编码，是指：
什么样的代码或代码块，对应综合结果的什么样的电路（what statements is what circuit）
需要什么电路，应该使用什么样的代码描述（what circuit is what statements）
根据综合理论的发展和hdl语言的发展，西方理论界提出综合友好的概念，即eda的工程师，必须知道代码的综合意义。与西方科学技术体系的“形式逻辑”相同，综合理论也是诞生与“形式逻辑”。
1.1代码模型分析cma（code-model analysis）
综合理论的基础是代码模型分析：
代码行中，被驱动的信号（赋值号左侧的信号），对应所综合电路的输出信号
代码行中，被引用的信号（赋值号右侧的信号），对应所综合电路的输入信号
根据电路的实际物理，进行资源分配。
代码或代码块cb（code block），所综合得到的电路模型，称为代码模型cm（code model）
例一(显模explicit model)：
1.1.1顶层电路模型
1.1.2顶层描述
1.2并发语句和顺序语句的可综合性
hdl语言与算法语言类似，需要讨论研究编码顺序与综合意义之间的关系。在hdl的早期理论界，是这样定义的：
在hdl的编码顺序中，编写顺序发生改变，不会影响综合结果的代码，称为并发语句cas（concurrent assignment statements）
在hdl的编码顺序中，编写顺序发生改变，将会影响综合结果的代码，称为顺序语句sas（sequential assignment statements）
例二(并发语句例子)：
一个二选一多路器的逻辑：
布尔表达式：
改变编码顺序后：
得到：
综合意义相同，是并发语句cas
例三（顺序语句例子）
译码逻辑真值表：
rst_n
en
sel
note
0
0
sel_row6
复位选择
0
1
sel_row6
1
0
sel_row10
1
1
sel_row8
译码逻辑真值表：
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复位选择
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1
1
sel_row6
综合意义不同，是顺序语句sas
常用语句的并发和顺序类型表：
语句块
描述方式
类型
note
module
module-endmodule
cas
显模描述
begin
begin-end
cas
隐模描述
behaviour
always
cas
datflow
assign
sas
if
if-else if-else
sas
case
case-endcase
sas
loop
while
for
cas
for语句可综合
sub/fuc
task-endtask
function-endfunction
cas
二、循环语句的可综合性
2.1循环语句的可综合性描述
循环语句中的循环体，在算法语言中，循环体的执行时一个典型的顺序过程，但在hdl语言中，用于综合目的时，这些循环体却是一个并发过程，此时，这些循环体被综合器重复描述，以提高编码效率。
循环体中的输出，不同的循环变量引用时，得到不同的输出，则称为：并发循环，对应的电路框架称为并发循环框架。
循环体中的输出，在不同的循环变量引用时，得到相同的输出，则称为：顺序循环，对应的电路框架称为顺序循环框架。
行为并发循环框架cma：
行为顺序循环框架cma：
数据流和结构化的cas循环框架：
数据流和结构化的sas循环框架：
2.2循环语句设计例子一
设计一个如下图所示的具有宽度为8的64输入端口的异或二叉树电路：
使用数学归纳法，证明循环语句实现的可综合性：
首先将循环变量修改为一个很小的基数，使用结构化建模描述，加以验证。
将基数加一，仍然使用结构化建模模型，加以验证。
将循环变量修改为lpm定制，加入循环变量，加以验证
将lpm定制的循环变量加以，加以验证
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在hdl的编码顺序中，编写顺序发生改变，不会影响综合结果的代码，称为并发语句cas（concurrent assignment statements）
在hdl的编码顺序中，编写顺序发生改变，将会影响综合结果的代码，称为顺序语句sas（sequential assignment statements）
例二(并发语句例子)：
一个二选一多路器的逻辑：
布尔表达式：
改变编码顺序后：
得到：
综合意义相同，是并发语句cas
例三（顺序语句例子）
译码逻辑真值表：
rst_n
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复位选择
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综合意义不同，是顺序语句sas
常用语句的并发和顺序类型表：
语句块
描述方式
类型
note
module
module-endmodule
cas
显模描述
begin
begin-end
cas
隐模描述
behaviour
always
cas
datflow
assign
sas
if
if-else if-else
sas
case
case-endcase
sas
loop
while
for
cas
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sub/fuc
task-endtask
function-endfunction
cas
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循环体中的输出，不同的循环变量引用时，得到不同的输出，则称为：并发循环，对应的电路框架称为并发循环框架。
循环体中的输出，在不同的循环变量引用时，得到相同的输出，则称为：顺序循环，对应的电路框架称为顺序循环框架。
行为并发循环框架cma：
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