Lojik devre sentezinde kullanılan optimizasyon yöntemleri ve sentez sonuçlarının optimalliğinin incelenmesi

1960'lardan itibaren tümdevre üretim teknolojisinde yaşanan hızlı gelişme, bir çipüzerine sığdırılabilen transistör sayısını her 1.5 ila 2 yılda bir ikiye katlamış ve devrekarmaşıklıkları kalem kağıda dayalı eski tasarım yöntemleriyle altından kalkılamayacakdüzeye gelmiştir. Bu sıkıntılara paralel olarak, bir donanım tanımlama dilinde yazılmışdavranışsal tanımlamadan yola çıkarak lojik devre sentezi yapabilen yeni elektroniktasarım programları ortaya çıkmıştır.Bu tez çalışması, lojik devrelerin sentezlenmesini ele almakta ve sentez programlarıtarafından kullanılan optimizasyon yöntemlerini incelemektedir. Ayrıca, Verilog dilindeyazılmış örnek bir devre, Spartan-3E FPGA üzerinde gerçeklenmek üzere Xilinxfirmasının ISE 8.2i geliştirme ortamının parçası olan XST sentez programında, değişikoptimizasyon ayarları denenmek suretiyle sentezlenmiştir. Denemeler sonucunda eldeedilen devreler boyut ve maksimum çalışma hızı açılarından birbirleriyle karşılaştırılarakyazılımdaki optimizasyon ayarlarının sentez performansını nasıl etkilediği araştırılmıştır.XST'de mevcut ayarların küçük bir kısmıyla, oluşturulabilecek olası bütünkombinezonlar denenerek sentez işlemi defalarca tekrarlanmış, sonuçta elde edilebilen enhızlı devrenin saat frekansı üst sınırı 186.78 MHz olmuş ve devre FPGA'de 235 dilimlikyer kaplamıştır. Buna karşın en küçük boyutlu devre 214 dilime sığarken, maksimum saatfrekansı ise 160.88 MHz'e gerilemiştir.Yapılan denemeler sonunda, sentez programı ayarlarını otomatik değerlerdebırakmanın her zaman optimal sonuç vermediği de görülmüştür. Tasarım hedeflerinikarşılayan bir devreye otomatik ayarlarda ulaşılamazsa, tasarımcının yazılım ayarlarınıbizzat kendisinin seçmesi gerekmektedir. O durumda dahi, büyük boyutlu tasarımlardasentez sonucu elde edilecek devrenin gerçekten optimal bir devre olduğu garantiedilememekte, bilgi işlem kapasitesinin ve zamanın sınırlı oluşu yüzünden, olası bütüngerçeklemeler arasından evrensel en iyiyi arayıp bulmak imkansız hale gelmektedir.