LogicLock邏輯鎖定簡介

LogicLock邏輯鎖定簡介

本節介紹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
邏輯鎖定方法學（LogicLock Methodology）內容就是在設計時采用邏輯鎖定的基于模塊設計流程（LogicLock block-based design flow），來達到固定單模塊優化的目的。這種設計方法學中第一次引入了高效團隊合作方法：它可以讓每個單模塊設計者獨立優化他的設計，并把所用資源鎖定。
這樣在合成頂層設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使用，提高了資源利用率，縮短了設計周期。邏輯鎖定的基于模塊設計流程與傳統設計流程對比如圖5.37所示。

邏輯鎖定優勢

性能不變，而設計周期更短。使用LogicLock約束，邏輯模塊只需優化一次。通過約束達到性能要求后，LogicLock區域的回傳機制將此性能指標保持不變。例如，設計人員可以在設計中使用一個PCI宏函數，鎖定布局和性能指標。在設計中，加入其他邏輯模塊或者在其他區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計周期數量。

更強的分層次設計流程。設計人員通過LogicLock流程，可以保持每個模塊的特性不變，通過分層次區域實施很快地達到性能指標。采用LogicLock方法學，設計人員或者設計團隊可以在設計中獨立工作，完成布局布線，優化和對每個設計模塊的驗證。在集成階段，只需對整個系統進行驗證。布局和每個模塊的性能保持不變。

優化的設計重復使用流程。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計模塊輸入到多個設計中去，因此設計可以方便地重復使用。如圖5.38所示為工程師獨立開發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。

邏輯鎖定參數設置

LogicLock區域參數設置在LogicLock區域中，設計人員可以控制布局。這些區域為真正的分層次設計提供基本構架，設計中改變一個模塊不會影響到區域中其他模塊的性能。表5.4所示為控制LogicLock區域行為的各種參數含義。默認的選項分別是浮動、自動、關閉和硬區域。

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模塊的資源利用率，就能保證整體設計的性能；然后采用邏輯鎖定的基于模塊設計流程（LogicLock block-based design flow）進行設計，步驟如下。

（1）在Quartus?中綜合單個底層模塊。

（2）優化重點模塊，進行邏輯鎖定。

（3）反標（back-annotaing）。

（4）導出模塊邏輯鎖定約束信息，包括原級網表（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）將這些約束文件導入頂層（top-level）工程中。

（6）編譯和驗證整個頂層設計。

（7）編譯完成后，查看時序分析界面是否達到要求。

以上介紹的邏輯鎖定的具體方法可以參照5.11小節。

通過應用一種新的設計方法學——邏輯鎖定方法學（LogicLock Methodology），采用了模塊化、團隊化的設計流程，對重點模塊進行優化，解決了傳統設計流程無法解決的問題，同時對其他FPGA設計工程中類似的問題提供了可借鑒的思路。