Poloautomatizovaný návrh vysoce výkonných číslicových obvodů s Xilinx FPGA

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem sekvenčních digitálních obvodů s ohledem na optimalizaci zpoždění. V práci je popsána problematika dvou technik, které jsou běžně používané při optimalizaci – stručně je popsána technika tzv. synchronizace registrů (angl. retiming), větší pozornost je však věnována technice tzv. zřetězení (angl. pipelining). V rámci praktické části byla vypracována forma abstrakce sekvenčních digitálních obvodů pomocí acyklických orientovaných grafů. Obvod je tak přenesen do roviny, ve které je jednodušší jej transformovat. Zároveň je představen nástroj pro polo-automatickou optimalizaci digitálních obvodů vyvíjených v prostředí Xilinx ISE Design Suite využitím techniky zřetězení.This master's thesis deals with sequential digital circuit design optimization concerning delay optimization. Two techniques commonly used for the optimization are described in the thesis – a brief description of the retiming technique and a more in-depth description of the pipelining technique. A form of abstraction of sequential digital circuits using Directed Acyclic Graphs (DAGs) was developed in the practical part of the thesis. This abstraction represents the circuit in a more manageable way for transformations. At the same time, a tool for semi-automatic digital circuit optimization using pipelining is introduced. This tool is compatible with Xilinx ISE Design Suite.