ChatGPT在后端設(shè)計(jì)中有什么應(yīng)用？ChatGPT懂后端EDA工具么？

本以為ChatGPT對(duì)于IC后端設(shè)計(jì)幫助應(yīng)該不大，畢竟它非常依賴EDA工具，它對(duì)于EDA工具這種非常專業(yè)的、非常Custom的東西了解和訓(xùn)練的數(shù)據(jù)應(yīng)該不多，所以可能幫不上什么忙。

所以我在基本后端知識(shí)、EDA工具的使用方面問(wèn)了ChatGPT，我們看一下它的回復(fù)，整體的結(jié)果還是有點(diǎn)超出我的想象的。

1、后端中的一些知識(shí)

從中可以看出工具給的回復(fù)還是有一些參考性的，從中我們能找到一些想要的結(jié)果。

2、ChatGPT對(duì)于EDA工具以及Flow的理解

從下面的回復(fù)中可以看出ChatGPT對(duì)于DC做綜合的流程還是有一個(gè)大概的了解的，且說(shuō)的內(nèi)容也都是大體正確的，某些命令可能有些問(wèn)題（比如讀入時(shí)序約束文件一般用read_sdc而非read_file，設(shè)置周期也是在sdc里面創(chuàng)建clock或者generate clock，而非set_clock_period），其他的大問(wèn)題基本上沒(méi)啥。

問(wèn)：麻煩寫(xiě)一個(gè)用Synopsys公司的design compiler軟件做邏輯綜合的教程

ChatGPT的回答:

好的，下面是一個(gè)使用Synopsys公司的Design Compiler軟件進(jìn)行邏輯綜合的簡(jiǎn)單教程。

步驟1：準(zhǔn)備設(shè)計(jì)文件和約束文件

在使用Design Compiler進(jìn)行邏輯綜合之前，必須準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)文件和約束文件。設(shè)計(jì)文件通常是Verilog或VHDL代碼，而約束文件包含時(shí)序和其他綜合約束。確保這些文件在同一個(gè)目錄下，并且已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行綜合。

步驟2：?jiǎn)?dòng)Design Compiler

打開(kāi)終端窗口，輸入dc_shell命令啟動(dòng)Design Compiler。dc_shell是Design Compiler的主要交互式控制臺(tái)。在dc_shell控制臺(tái)中，可以輸入各種命令，例如編譯、優(yōu)化、綜合等。

步驟3：設(shè)置工作目錄和綜合庫(kù)

在Design Compiler中，必須指定工作目錄和綜合庫(kù)。工作目錄是當(dāng)前正在使用的目錄。使用cd命令更改工作目錄。綜合庫(kù)包含所有必要的庫(kù)文件，例如模擬模型、物理庫(kù)和邏輯庫(kù)。使用以下命令將綜合庫(kù)添加到Design Compiler中：

set target_library

其中，library_name是綜合庫(kù)名稱。可以使用list_libraries命令列出所有可用的庫(kù)。例如，使用以下命令列出所有庫(kù)：

list_libraries

步驟4：讀取設(shè)計(jì)文件和約束文件

使用以下命令在Design Compiler中讀取設(shè)計(jì)文件和約束文件：

read_file

read_file

其中，design_file_name是設(shè)計(jì)文件的名稱，constraint_file_name是約束文件的名稱。如果文件位于當(dāng)前工作目錄中，則不需要輸入完整路徑。

步驟5：綜合設(shè)計(jì)

使用以下命令對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行邏輯綜合：

compile -map_effort high -area_effort high

其中，top_module_name是頂層模塊的名稱。map_effort和area_effort參數(shù)控制綜合的時(shí)間和面積的優(yōu)化程度。通常，將它們?cè)O(shè)置為“high”可以獲得最佳的綜合結(jié)果。

步驟6：分析綜合結(jié)果

使用以下命令分析綜合結(jié)果：

report_area

report_timing

report_power

這些命令將分別顯示面積、時(shí)序和功耗報(bào)告。在綜合完成后，應(yīng)該始終檢查這些報(bào)告，以確保綜合結(jié)果符合要求。

步驟7：保存綜合結(jié)果

使用以下命令將綜合結(jié)果保存為Verilog網(wǎng)表文件：

write_verilog

其中，netlist_file_name是要保存的網(wǎng)表文件名。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的使用Synopsys公司的Design Compiler軟件進(jìn)行邏輯綜合的教程。請(qǐng)注意，這只是一個(gè)基本的示例，并請(qǐng)注意，這只是一個(gè)基本的示例，并且Design Compiler擁有許多功能和選項(xiàng)，可以根據(jù)需要進(jìn)行自定義和調(diào)整。在實(shí)際使用中，您可能需要更深入地了解Design Compiler的功能和選項(xiàng)，并調(diào)整綜合設(shè)置以獲得最佳結(jié)果。

以下是一些有用的Design Compiler命令和選項(xiàng)：

set_input_delay：設(shè)置輸入延遲

set_output_delay：設(shè)置輸出延遲

set_clock_period：設(shè)置時(shí)鐘周期

set_max_area：設(shè)置最大面積限制

set_max_fanout：設(shè)置最大負(fù)載限制

set_max_delay：設(shè)置最大延遲限制

set_dont_touch：設(shè)置不綜合的信號(hào)或模塊

此外，Design Compiler還提供了許多優(yōu)化選項(xiàng)，例如綜合策略、綜合限制和優(yōu)化級(jí)別等。根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整可以獲得更好的綜合結(jié)果。

最后，請(qǐng)注意Design Compiler是一款商業(yè)軟件，需要購(gòu)買許可證才能使用。此外，Design Compiler還有許多其他工具和插件，例如PrimeTime和Formality等，可以進(jìn)行時(shí)序分析和形式驗(yàn)證等操作。如果需要使用這些工具，請(qǐng)參閱Synopsys公司的官方文檔以獲取更多信息。

3、后端工具內(nèi)的tcl腳本的編寫(xiě)

ChatGPT給出的腳本：

# 定義一個(gè)字典變量用于存儲(chǔ)reference及其對(duì)應(yīng)的instance個(gè)數(shù)
set ref_count_dict {}


# 獲取設(shè)計(jì)中所有cell的實(shí)例
set all_cells [get_cells -hier *]


# 遍歷所有cell實(shí)例
foreach cell $all_cells {
  # 獲取cell的reference名稱
  set ref_name [get_attribute REF_NAME $cell]
  # 如果該reference名稱不存在于字典變量中，初始化為0
  if {![info exists ref_count_dict($ref_name)]} {
    set ref_count_dict($ref_name) 0
  }
  # 對(duì)應(yīng)reference名稱的instance個(gè)數(shù)加1
  set ref_count_dict($ref_name) [expr $ref_count_dict($ref_name) + 1]
}


# 按照instance個(gè)數(shù)從大到小排序輸出
puts "Reference	Count"
foreach {ref_name count} [lsort -integer -decreasing [array get ref_count_dict]] {
  puts "$ref_name	$count"
}

從中能看出幾個(gè)問(wèn)題：

1、ChatGPT混用了字典和array，下面用的是array get，前面卻說(shuō)的是字典dict。

2、另外在get_cells的時(shí)候需要把hier的Cell給濾掉，工具沒(méi)有濾掉。

3、對(duì)于get_cells得到的結(jié)果，應(yīng)該用foreach_in_collection去循環(huán)而非foreach。

4、對(duì)于工具native的命令，ChatGPT可能會(huì)用錯(cuò)，get_attr $cell ref_name才是正確的用法

5、在用lsort對(duì)ref list按照個(gè)數(shù)排序時(shí)，它沒(méi)有指定-stride和-index

下面是ChatGPT給出的tcl腳本和我修改后的版本的對(duì)比：

下面是我修改后的腳本：

# 不用定義字典，用array即可，且也不用定義，直接用
           


# 獲取設(shè)計(jì)中所有cell的實(shí)例
set all_cells [get_cells -hier * -filter "is_hierarchical==false"]


# 遍歷所有cell實(shí)例
foreach_in_collection cell $all_cells {
  # 獲取cell的reference名稱
  set ref_name [get_attribute $cell ref_name]
  # 如果該reference名稱不存在于字典變量中，初始化為0
  if {![info exists ref_count_dict($ref_name)]} {
    set ref_count_dict($ref_name) 0
  }
  # 對(duì)應(yīng)reference名稱的instance個(gè)數(shù)加1
  set ref_count_dict($ref_name) [expr $ref_count_dict($ref_name) + 1]
}


# 按照instance個(gè)數(shù)從大到小排序輸出
puts "Reference	Count"
foreach {ref_name count} [lsort -stride 2 -index 1 -integer -decreasing [array get ref_count_dict]] {
  puts "$ref_name	$count"
}

我修改之后的腳本的執(zhí)行結(jié)果：

4、總結(jié)與展望

后邊我又試了其他幾個(gè)腳本編程的Case，ChatGPT給出的結(jié)果當(dāng)然會(huì)有各種各樣的問(wèn)題，畢竟關(guān)于工具native的命令ChatGPT沒(méi)有那么多Training的樣本，但是它給出的結(jié)果還是有點(diǎn)出乎我的以外的，具有一定的參考性的，整體的思路還是比較正確的。

發(fā)散一下，再過(guò)幾年，在用更多后端EDA工具的UG以及相關(guān)腳本對(duì)GPT訓(xùn)練的話，那么ChatGPT可以做的事情肯定會(huì)非常非常多，前途不可限量！?。?！如果把ChatGPT嵌入到EDA工具中或者Solvnet/Cadence home上，那么對(duì)于Designer而言會(huì)有非常大的幫助。也許User只需要做一些簡(jiǎn)單的描述，工具就能很快給出參考的腳本或者對(duì)用戶提出的問(wèn)題給出參考的解決方案。

審核編輯：劉清