Hardware Reference
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Bei Entwurfsfehlern mit einem absonderlichen oder nicht reproduzier-
baren Fehlverhalten ist das Schlimmste bereits gebannt, wenn der Ent-
wickler die Ursachen und Wirkungen solcher Fehler kennt und weiß,
wo er bei der Fehlersuche und der Fehlervermeidung ansetzen muss.
Anderenfalls kann der Zeitaufwand für die Inbetriebnahme und die
Fehlersuche gigantische Ausmaße annehmen.
2.1.7 Zusammenfassung und Übungsaufgaben
Die Synthese sucht für ein imperativ beschriebenes Simulationsmodell eine
Schaltung mit derselben logischen Funktion. Das ist ein schlecht gestelltes
Problem, das nur bei einer Beschränkung auf bewährte Beschreibungsscha-
blonen lösbar ist.
Der Berechnungsfluss zur Beschreibung einer kombinatorischen Schaltung
kann logische Operatoren, Vergleichsoperatoren, arithmetische Operatoren
und Fallunterscheidungen enthalten und wird in einen Datenfluss aus Logik-
gattern, Rechenwerken, Vergleicherschaltungen und Multiplexern übersetzt.
Der Beschreibungsrahmen ist entweder ein kombinatorischer Prozess mit allen
Eingabesignalen in der Weckliste oder ein Abtastprozess, der nur den Takt
und optional ein Initialisierungssignal in der Weckliste enthält. Ein kombi-
natorischer Prozess beschreibt eine reine kombinatorische Schaltung und ein
Abtastprozess eine kombinatorische Schaltung mit Abtastregistern entweder
an allen Eingängen oder an allen Ausgängen.
Die Synthese kennt außer Registern, die ihre Eingabedaten mit der Takt-
flanke übernehmen, auch taktzustandsgesteuerte Speicherelemente. Das sind
die Latches. Der Ersatz eines Registers durch ein Latch verringert den Schal-
tungsaufwand, verkompliziert aber den Entwurf. In einem synthesebasierten
Entwurf ist davon abzuraten.
Eine erfolgreiche Schaltungssynthese benötigt außer der Beschreibung der
Zielfunktion Constraints für das Anschlussverhalten. Das sind Vorgaben oder
Richtlinien zur Steuerung der automatisierten Entwurfsschritte. Die wichtigs-
ten Constraints für die Programmierung von Logikschaltkreisen sind die für
die Zuordnung der Schaltungsanschlüsse zu Schaltkreisanschlüssen und die
für die Beschreibung der Signalform der Taktsignale. Weitere Constraints,
z.B. für das elektrische Anschlussverhalten, für die Gültigkeitsfenster der An-
schlusssignale etc. bis hin zu Platzierungs- und Verdrahtungsvorgaben, können
erforderlich sein. Beim synthesegestützten Entwurf digitaler Schaltungen gibt
es einige gemeine Fallstricke, die bekannt sein sollten, um die entsprechenden
Fehler zu finden bzw. zu vermeiden.
