[發明專利]基于網表分割和多線程并行的硬件描述語言仿真加速方法

有效

• 申請號: 201510964996.2
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105589736B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉凱;鮑迪;李玲
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 張問芬;王品華

1.一種基于網表分割和多線程并行的硬件描述語言仿真加速方法，包括如下步驟：

(1)根據網表中邏輯電路各節點的連接關系，將硬件描述語言代碼綜合后產生的網表中的節點用集合F＝{f₁,f₂,...,f_j,...,f_n}來表示，其中j取值為1,2,…,n-1，n；F中每個元素f_j包含一個節點的編號num、種類type、層次gatelevel、與f_j相連的上一級節點編號inputnum和f_j輸出信號所指向的下一級節點編號outputnum，由F中元素f_j的連接關系形成一個有向圖G＝<F,E>，其中F代表節點f_j的相關信息，E代表節點間的有向邊；

(2)對有向圖G＝<F,E>進行逆向深度優先搜索，得到其中所有的反饋回路，對每一個反饋回路中編號num最大的節點f_big，復制f_big邏輯值并賦給新節點f′_big，用f′_big指向反饋回路中num值最小的節點f_little，并且消除f_big指向f_little的路徑，當消除所有的反饋回路后，圖中剩下的節點形成新的有向圖G'＝<F',E'>；

(3)從有向圖G'的輸入節點開始依次遍歷輸出信號所指向的相鄰節點，將遍歷到的每一個節點f_j的層次gatelevel設置為前一級節點gatelevel中最大的值并加1，將F'劃分成S個子集F_i'，其中i取值為1,2,…,S-1,S，每個子集F_i'中節點的gatelevel都相同；

(4)在單芯片多核心處理器上調用多線程函數OpenMP，對每個子集F_i中的節點生成一個function()函數并按照gatelevel遞增的順序調用function()進行邏輯運算，編譯運行仿真程序生成仿真結果。

2.根據權利要求1所述的基于網表分割和多線程并行的硬件描述語言仿真加速方法，其特征在于：步驟(2)所述的消除有向圖G中節點的反饋回路，按如下步驟進行:

(2a)由步驟(1)得到有向圖G＝<F,E>，將有向圖G＝<F,E>的方向倒轉后進行逆向深度優先搜索，得到其中所有的反饋回路FP＝<P',Q'>，其中P'表示反饋回路中的節點，Q'代表節點間的有向邊；

(2b)取一個反饋回路FP＝<P',Q'>中編號num值最大的節點f_big，復制f_big邏輯值并賦給新節點f′_big，用f′_big指向反饋回路中num值最小的節點f_little，并且消除f_big指向f_little的路徑，即一個反饋回路被消除；

(2c)重復(2b)的操作直到消除G＝<F,E>中所有的反饋回路FP＝<P',Q'>后，圖中剩下的節點就形成新的有向圖G'＝<F',E'>。

3.根據權利要求1所述的基于網表分割和多線程并行的硬件描述語言仿真加速方法，其特征在于：步驟(3)所述的通過對有向圖G'中節點劃分層次，按如下步驟進行:

(3a)從有向圖G'的輸入節點開始依次遍歷輸出信號所指向的相鄰節點，將遍歷的每一個節點的gatelevel設置為前一級所有輸入節點gatelevel中最大的值并加1；

(3b)按照節點層次gatelevel的最大值S將F'劃分成S個子集F_i'，其中ii取值為1,2,3……,S-1,S，每個子集F_i'中節點的gatelevel都相同，用于完成對節點層次的劃分，使得每層內節點沒有數據相關性。

4.根據權利要求1所述的基于網表分割和多線程并行的硬件描述語言仿真加速方法，其特征在于：步驟(4)所述的調用多線程函數庫對所有節點的邏輯運算進行仿真的方法，按如下步驟進行:

(4a)對每個子集F_i'中的節點生成一個function()函數，該函數內的運算過程調用OpenMP中的pramma omp section，使得每個子集F_i'之間實現多線程并行運算，以提高仿真速度；

(4b)在仿真程序中按照gatelevel遞增的順序依次調用函數function()；

(4c)編譯運行仿真程序，生成仿真結果波形圖。