硬体算法

定义

硬体算法这个术语是随着大规模积体电路的发展而出现的，但最初不过是逻辑设计的同义语，它描述逻辑设计问题的解决步骤和实现方法。随着逻辑设计的规模越来越大，越来越複杂，硬体实现本身又具有较大的灵活性和自由度，硬体算法作为单独的研究对象出现在设计自动化领域。

硬体算法则是以硬体的物理实现为前提。对于一个具体的设计问题，如何实现所要求的的功能，应该由哪些部件组成，如何组织各个部件，各个部件之间应有什幺样的相互关係，如何实现对各个部件的控制等，用形式的方法把实现方法描述出来，就是硬体算法。

硬体算法涉及到数字系统的各个设计级别，上至系统结构，下至门级。硬体算法的研究，必将使硬体设计更加科学化、合理化、形式化。它有利于实现系统设计到逻辑设计的自动化，有利于将现有的软体系统做成专用硬体。今后，硬体算法的研究必将在设计自动化系统的研究领域中占据重要的地位。

设计与分析

与软体算法相类似，解决同一个问题，可以有不同的算法，又可以有不同的实现方法。比如我们要设计一个乘法器，可以有串列进位、位移加法的算法，并行进位、位移相加的算法，阵列相乘，冗余二进制并行算法等。而同一算法又可以用组合逻辑、PLA、单元阵列、积木式等各种电路结构来实现，晶片类型还可以有TTL、MOS、CMOS等等。

硬体算法的设计和分析撇开具体电路的实现，仅对于较抽象的功能实现方法进行研究。一种情况是，在给定硬体实现环境的条件下要求找出适合于该实现环境的最好的硬体算法。另一种情况是，对于一个带有普遍性的实际设计问题，比较其多种不同的算法，分析它们的优缺点并研究新的效率更高的算法。电路实现可以从中选择最好的最实用的的一种。