موضوع مقاله: سنتز منطق | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سنتز منطق | مقدمه: در مهندسی کامپیوتر، سنتز منطق فرایندی است که طی آن مشخصات انتزاعی رفتار مدار مورد نظر، معمولاً در سطح انتقال ثبات (RTL)، از نظر دروازه‌های منطقی، به‌طور معمول توسط یک برنامه رایانه ای به نام a synthesis tool، به یک پیاده‌سازی طراحی تبدیل می‌شود. | ## بخش 1: سنتز منطق | نمونه‌های متداول این فرایند شامل سنتز طراحی‌های مشخص شده در زبان‌های توصیف سخت‌افزار، از جمله وی‌اچ‌دی‌ال و Verilog است. برخی از ابزارهای سنتز برای دستگاه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی مانند PAL یا FPGA جریانهای بیت ایجاد می‌کنند، در حالی که برخی دیگر ایجاد ASIC را هدف قرار می‌دهند. تاریخچه سنتز منطق ریشه‌های سنتز منطق را می‌توان در رفتار منطق توسط جورج بول (۱۸۱۵ تا ۱۸۶۴)، در آنچه که امروزه جبر بولین نامیده می‌شود، جستجو کرد. در سال ۱۹۳۸، کلود شانون نشان داد که جبر بولین (دو ارزشی) می‌تواند عملکرد مدارهای سوئیچینگ(switching) را توصیف کند. در روزهای اولیه، طراحی منطق شامل دستکاری در نمایش جدول حقیقت به عنوان نقشه‌های کارنو بود. به حداقل رساندن منطق مبتنی بر نقشه Karnaugh با مجموعه ای از قوانین در مورد چگونگی ترکیب ورودی‌ها در نقشه‌ها انجام می‌شود. یک طراح انسانی معمولاً فقط می‌تواند با نقشه‌های Karnaugh کار کند که شامل حداکثر چهار تا شش متغیر است. | ## بخش 2: سنتز منطق | این روش دقیق به حداقل رساندن مفهوم تأثیرگذارهای اصلی و حداقل هزینه‌ها را پوشش می‌دهد که می‌تواند سنگ بنای حداقل سازی دو سطح باشد. امروزه، کمینه ساز منطقی اکتشافی بسیار کارآمدتر Espresso به ابزاری استاندارد برای این عملیات تبدیل شده‌است. زمینه دیگر تحقیقات اولیه در زمینه به حداقل رساندن حالت و رمزگذاری ماشین‌های حالت محدود (FSM) بود، وظیفه ای که موجب آزار طراحان بود. تکامل از اجزای منطق گسسته به آرایه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLA)، نیاز به حداقل رساندن دو سطح کارآمد را افزایش می‌دهد، زیرا به حداقل رساندن اصطلاحات در یک نمایش دو سطح، سطح منطقه را کاهش می‌دهد. با این وجود، مدارهای منطقی دو سطح در طراحی یکپارچه سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) از اهمیت محدودی برخوردارند. سیستم اولیه ای که برای طراحی مدارهای چند سطحی مورد استفاده قرار گرفت، LSS از IBM بود. چندین دانشگاه با در دسترس قرار دادن تحقیقات خود به مردم کمک کردند، به ویژه SIS از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، RASP از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و BOLD از دانشگاه کلرادو، بولدر. | ## بخش 3: سنتز منطق | طی یک دهه، این فناوری به محصولات سنتز منطق تجاری که توسط شرکتهای اتوماسیون طراحی الکترونیکی ارائه شده‌است، مهاجرت کرد. عناصر منطقی طراحی منطقی گامی در چرخه طراحی استاندارد است که در آن طراحی عملکردی یک مدار الکترونیکی به نمایشی تبدیل می‌شود که عملیات منطقی، عملیات حساب، جریان کنترل و غیره را ضبط می‌کند. در طراحی مدرن اتوماسیون ، بخشهایی از طراحی منطقی ممکن است بر اساس توصیف رفتاری مدار با استفاده از ابزار سنتز سطح بالا، خودکار شوند. سنتز یا رفتار رفتاری سطح بالا با هدف افزایش بهره‌وری طراح، تلاش‌های تحقیقاتی در زمینه ساخت مدارهای مشخص شده در سطح رفتاری منجر به ظهور راه حل‌های تجاری در سال ۲۰۰۴ شده‌است که برای طراحی پیچیده ASIC و FPGA استفاده می‌شوند. این ابزار به‌طور خودکار مدارهایی را که با استفاده از زبان‌های سطح بالا مشخص می‌شوند، مانند ANSI C++ / C یا SystemC، به مشخصات انتقال سطح ثبت (RTL)، که می‌تواند به عنوان ورودی به جریان سنتز منطقی سطح دروازه استفاده شود، ترکیب می‌کنند. با استفاده از سنتز سطح بالا، همچنین به عنوان سنتز ESL شناخته می‌شود، تخصیص کار به چرخه‌های ساعت و در تمام اجزای سازه ای، مانند ALUهای نقطه شناور، توسط کامپایلر با استفاده از روش بهینه‌سازی انجام می‌شود، در حالی که با سنتز منطقی RTL (حتی از نظر رفتاری Verilog یا VHDL، جایی که یک رشته اجرا می‌تواند چندین خواندن و نوشتن را برای یک متغیر در یک چرخه ساعت انجام دهد) آن تصمیمات تخصیص قبلاً گرفته شده‌است. | ## جمع‌بندی | خلاصه فوق با مجوز، از جلد ۲، فصل ۲، سنتز منطق توسط سونیل خاتری و نارندرا شنوی گرفته شده‌است.