在FPGA的设计中,综合是非常重要的一个环节,它是将高级语言描述的数字电路转换成可合成的RTL表达方式的过程。Quartus是Altera公司开发的FPGA设计软件,其中包括综合、布局和布线、仿真等功能。Quartus的综合指的是将设计源码进行分析并将其转换成可以在FPGA硬件平台上实现的RTL级别的网络。
Quartus的综合过程包括三个主要步骤:分析、优化和映射。首先,对输入的原代码进行语法分析和抽象语法树(AST)的构建;然后在分析的基础上进行逻辑优化,这一步可以通过多种优化策略实现,如布尔最小化、Karnaugh图化简、路径优化等等;最后,进行映射或实例化,将实际的逻辑元件(如LUT、寄存器、门等)与RTL级别的结构映射起来,这一步可以基于FPGA的不同架构和资源进行不同的映射形式
Quartus综合的优化主要分为时间优化和资源优化,时间优化旨在使得电路的时序约束得到满足,并且减小时序约束对时钟频率的限制;资源优化旨在使电路的资源消耗得到最小化,保证在给定的芯片面积或片上资源极限下实现功能。
尽管Quartus具有很多优点,但是综合过程也存在一些局限性。例如,在综合过程中,由于RTL级别的表达方式通常不能准确预测FPGA器件的实际行为,所以可能会有一些未知的问题发生。此外,Quartus的综合还可能出现综合效果差等问题,主要原因包括代码质量不足、时序约束不合理和算法选取不合适等,因此需要进行合理设置,选择适合的约束和策略。