使用Synplify综合时保留logic

在使用Synplify综合时，此工具会自动优化我的设计。

当然此功能有好有坏，最近有个项目需要使用Chipscope观察内部信号，打开inserter就懵了，信号列表中我的设计有的是名字被改了，有的是干脆给优化没了。

网上当然也有人提出这个问题， 例如 http://www.xilinx.com/support/answers/5249.html 就提供了一个 /* synthesis syn_keep = 1 */ 的语法来保留自己的设计。

随后又以 /* synthesis syn_keep = 1 */ 为关键词搜索了一下，又发现了其他的新内容，随即记录一下。

在 Synopsys FPGA Synthesis Attribute Reference Manual 中提到了三个语法： syn_keep , syn_preserve, syn_noprune 并对三种语法做出了比较。

syn_keep	只适用于net和 combinational logic,此语法可以在综合过程中保留wire，且不对此wire做任何的优化。此语法也可用于register，当用于register时，register可以被保留且不会变成macro
syn_preserve	保证register不会被优化
syn_noprune	保证一个没输出的blackbox(此blackbox 的输出没有驱动任何logic)不被优化

然而看了此表还是很模糊，再看了一下Synplify Pro for Microsemi Edition User Guide文档中 Preserving Objects from Being Optimized Away 部分则会有更深入的解释。

To Preserve	Attach	Result
Nets	使用syn_keep语法。适用于verilog中的wire或reg，或者VHDL中的signal	在仿真，综合或者P&R中保留net
Net for probing	使用syn_probe语法。用于verilog中的wire或者reg，或者VHDL中的signal	保留内部的net来用于观察
Shared registers	使用syn_keep语法。适用于shared register的输入wire或者signal	保留重复的驱动cell
sequential component	使用syn_preserve语法。适用于verilog中的reg或者module，或者VHDL中的signal或architecture	保留固定值驱动的register
FSM	使用syn_preserve语法。适用于verilog中的reg或module，或者VHDL中的signal	保留state register有值的输出端口或者内部信号
instantiated components	使用syn_noprune语法。适用于verilog中的module或者component，或者VHDL的architecture或者instance	即使instance有未使用的端口也可以保留下来

由此可以总结一下：

syn_keep最常用，可以用于wire，reg和shared register两种情况；

syn_probe处于观察的目的可以使用于wire或者reg (ChipScope观察信号的话使用此语法应该足够了)；

syn_preseve使用于固定值驱动（constant-driven）的register或者状态机register中；

而syn_noprune使用于例化的模块(instance)，即使例化模块有未使用的端口，也可以让模块保留下来。

关于Shared register：

共享的register又可以称为重复的logic。

参考如下的代码：

 module redundant1(ina,inb,out1);
     input ina,inb;
     output out1,out2;

     wire out1;
     wire out2;

     assign out1 = ina & inb;
     assign out2 = ina & inb;;

 endmodule

代码如上编写的话，综合工具自动去掉一个AND gate，因为out1和out2使用同样的AND gate就足够了

若是代码如下的话：

 module redundant1d(ina,inb,out1,out2);
     input ina,inb;
     output out1,out2;

     wire out1;
     wire out2;
     wire in1a /*synthesis syn_keep = 1*/;
     wire in1b /*synthesis syn_keep = 1*/;
     wire in2a /*synthesis syn_keep = 1*/;
     wire in2b /*synthesis syn_keep = 1 */;

     assign in1a = ina ;
     assign in1b = inb ;
     assign in2a = ina;
     assign in2b = inb;

     assign out1 = in1a & in1b;
     assign out2 = in2a & in2b;

 endmodule

由于加了syn_keep语法导致综合结果是两个AND gate都会保留下来。

**需要注意的一点是syn_keep语法需要用在例化程序的输入端(input of instance)才会有效果，例如上面代码syn_keep加在out1，out2之后是没有任何效果的。

关于固定驱动值(Constant-driven)

指某一个flip-flop的输入总是为常数，例如有一个flip-flop总是被logic 1 驱动，则在综合的时候工具会自动移除此flip-flop且把信号绑到VCC上。使用syn_preseve的话可以保留此flip-flop。