隨著 vlsi 系統(tǒng)的復(fù)雜性和集成度的不斷提高， cad 技術(shù)在 vlsi 技術(shù)中的地位日益重要．尤其是在 asic 迅速發(fā)展的今天，用戶 更迫切地需要能夠幫助他們進行芯片設(shè)計的軟件工具．人們特別 需要這樣一種設(shè)計系統(tǒng)，它能夠從滿足 vlsi 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性要求的 高級語言描述出發(fā)，自動地完成各個階段的設(shè)計任務(wù)，最終完成 所設(shè)計器件的連線版圖設(shè)計。硅編譯器就是這樣一種軟件工具。
硅編譯器的 ‘ 編譯 ' 一詞來源于軟件術(shù)語．在語言編譯時， “ 編譯 ” 是指用編譯程序?qū)⒃凑Z言變換成目標(biāo)程序的過程，也就是將高級 語言轉(zhuǎn)換成低級的機器代碼的過程。與此相應(yīng)，如果把版圖描述 看作機器代碼，而把行為級描述看作高級語言，那么把行為級描 述直接轉(zhuǎn)換成版圖描述的過程也可以認(rèn)為是一種 ‘ 編譯 ' 過程．
硅編譯器的設(shè)計思想最先由 martinrem 于 1978 年提出，而 johannson 于 1979 年首先設(shè)計出數(shù)據(jù)通道硅編譯 器． 1985 年 3 月 w68cs02 芯片采用硅編譯器進行設(shè)計， 該芯片與 8 位 cmos6502 微處理器完全兼容．按常規(guī)的設(shè) 計方法，一位芯片設(shè)計師和兩位繪圖員需用九個月時間才 能完成對該芯片的設(shè)計，采用硅編譯器進行設(shè)計只需不到 一個月的時間，只是芯片的面積略大一些。目前，已有其 它一些硅編譯器被研制、開發(fā)并投入應(yīng)用，但多數(shù)都只限 于用在某一特定的設(shè)計任務(wù)中。如存儲器設(shè)計，信號處理 單元設(shè)計等。
vlsi 的設(shè)計和制造涉及到許多完全不同的學(xué)科。在設(shè)計 一個集成電路時 , 常常是 : (1) 由系統(tǒng)設(shè)計人員進行系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)及邏輯設(shè)計； (2) 集成電路設(shè)計師再根據(jù)邏輯圖進行版 圖設(shè)計 ; (3) ，進而得到生產(chǎn)所需的掩膜版。對于系統(tǒng)設(shè)計 師來說，版圖設(shè)計是件陌生而頭痛的事。
以硅編譯器為基礎(chǔ)的新設(shè)計系統(tǒng)為 vlsi 設(shè)計開辟了一個新 的途徑．系統(tǒng)設(shè)計師不必依賴集成電路設(shè)計師而直接設(shè)計 集成電路，他不僅能從邏輯結(jié)構(gòu)的行為級描述或門級描述 出發(fā)直接得到掩膜信息，同時還能進行時序、邏輯和電路 的模擬．這有助于建立為確保最終設(shè)計的 ‘ 可查找，可追蹤 的管理數(shù)據(jù)庫，同時也是 2000 門以上門陣列設(shè)計中急需解 的關(guān)鍵問題。
硅編譯器是一種主要的半定制工具，其輸入是高級的系統(tǒng)描述。
典型的硅編譯器的處理過程分五步進行。
– 輸入描述語言 ：以一定的形式支持對系統(tǒng)功能的描述和常規(guī)的編程約定。如整數(shù) 運算、過程定義等。
– 編譯處理功能 ：硅編譯器對輸入的高級描述語言（源程序）進行編譯處理，生成 基本模塊單元清單和內(nèi)連關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。
– 基本模塊的實現(xiàn) ：基本模塊是編譯器的低級指令集，它們具有明確的物理表達形 式
- 版圖?；灸K可以取自一個單元庫，也可以通過組合過程實現(xiàn)．在 first 硅編譯器中，基本模塊包括乘法器、加法器、延遲線等．
– 芯片的自動布局 ．目的在于實現(xiàn)芯片平面的分配。為保證布線的高效率和提供合 適的通訊結(jié)構(gòu)，必須認(rèn)真作好芯片平面布局，即按一定的規(guī)則把各個基本單元模 塊配置在芯片的位置上，為優(yōu)化芯片設(shè)計，將自動地重復(fù)基本模塊的單元布局和 連接。
– 芯片的布線 ：在完成了對基本模塊的布局之后，硅編譯器自動地進行網(wǎng)絡(luò)連接布 線，并添置必需的焊盤和 i ／ o 單元，以最終完成芯片的版圖設(shè)計。
定制技術(shù)的發(fā)展趨勢
在不久的將來，將出現(xiàn)在一個芯片上存在各種定制技術(shù)的組 合，即芯片上同時有：熔絲可編程器件（ proms 、 plas 、 pals 等）；掩膜可編程器件（門陣列、 rom 等）；軟件可編 程器件及微處理器、模擬器件及存儲器件等
主要原因為：
– 要求在一塊芯片上集成較為復(fù)雜的功能
– 掩膜可編程性為設(shè)計人員和操作人員廣泛利用
– 從邏輯設(shè)計到生成掩膜的 cad 工具日益成熟和廣泛應(yīng)用
– 與生產(chǎn)每個芯片的其他所有工藝過程相比，將更廣泛地使用形成互連圖 案、刻蝕金屬線和絕緣層的制造設(shè)備。
隨著標(biāo)準(zhǔn)單元和門陣列之間競爭的加劇，沒有任何理由阻 止標(biāo)準(zhǔn)單元并入門陣列。單元庫中的一個或幾個標(biāo)準(zhǔn)單 元，將可能是一個給定大小的門陣列單元．即標(biāo)準(zhǔn)單元的 功能和集成度將達到 lsi 甚至 vlsi 的水平，常被稱為超級 單元或巨單元．這不僅是標(biāo)準(zhǔn)單元法的一個發(fā)艇趨勢，還 體現(xiàn)了 vlsi 系統(tǒng)設(shè)計思想中的層次設(shè)計方法。