FPGA中的面積優化

2022-09-02 19:15:08 字數 1126 閱讀 1562

面積優化,就是在實現預定功能的情況下,使用更小的面積。通過優化,可以使設計能夠執行在資源較少的平台上,節約成本,也可以為其他設計提供面積資源。

對於複雜邏輯操作,輸入到輸出的對稱性越好,往往中間邏輯就越少,面積越小。一般優化中,可以將不關注中間訊號的設計的邏輯優化掉,實現對稱結構。

流水設計可以提高時序餘量,同樣需要消耗面積資源。去除這些快取器,降低設計的頻率,即可實現面積的優化。

(1)互斥操作的共享

對於不會同時出現的操作,其共用單元可以共享,方法有很多,簡單的就是使用控制訊號切換模組的工作模式。

(2)表示式共享

將可以寫成一樣結構的表示式用括號連線起來。

(3)邏輯功能模組共享

某些邏輯功能相同的模組,可以進行共享,但是控制邏輯可能會複雜一些。

能不用復位最好不用,優先使用非同步復位,其次使用同步復位。三者的資源消耗依次增加。

(1)使用原語設計

可以直接呼叫數位電路的結構,降低面積的使用率。

(2)使用觸發器控制埠

某些復位訊號可以作為輸入來實現某些功能。

(3)多路選擇器優化

每個lab自帶的訊號有:時鐘、時鐘使能、非同步清零、非同步載入、同步清零、同步載入。

1️⃣時鐘和時鐘使能

時鐘用於驅動lab中的暫存器,時鐘使能則是驅動資料。但是一般不要使用這些低扇出的訊號,對lab的使用率產生消極的影響。

2️⃣非同步載入和非同步清零

非同步清零可以使用全域性或者普通佈線資源,二非同步載入只能使用普通佈線資源。兩者同樣控制lab內部的暫存器。

3️⃣同步清零和載入

在lab中,同步訊號一般全域性使用。

了解了lab常用的訊號,然後看一下多路選擇器的實現:

①二進位制多路選擇器(case):二進位制編碼的選擇器

②多路復用選擇器(case 狀態機 if):採用獨熱編碼的選擇器

③帶優先順序多路選擇器(if):由比較器組成的選擇器。

上面三種結構中,資源消耗依次增加。

如果想進一步縮小資源消耗,則可以使用lab的全域性資源實現選擇。

想要節約面積,就必須盡可能地利用資源。從簡單的從大到小的順序調整,到人為的共享,再到結構的改變,還有硬體結構資源的利用,都是在不斷地提高資源使用頻率。對於某些設計的資源緊張時,可以考慮這些方法進行設計簡化。

FPGA速度和面積

速度和面積是fpga設計中永恆的話題。一 速度 所謂速度,是指整個工程穩定執行所能夠達到的最高時鐘頻率,它不僅和fpga內部各個暫存器的建立時間 保持時間以及fpga與外部器件介面的各種時序要求有關,而且還和兩個緊鄰的暫存器間 有緊密邏輯關係的暫存器 的邏輯延時 走線延時有關。二 面積 所謂面積,可...

FPGA綜合優化

1 速度和面積 在全面優化水平將達到速度和面積rtl要利用邏輯拓撲的優勢。供 由於在後端而言缺乏知識,門級優化。普通情況下更高的速度要求更高的並行性以及更大的面積,可是在某些特殊情況下並非這樣。由於fpga的布局佈線具有二階效應。直到布局佈線完畢。工具才會知道器件的擁堵或者佈線的困難,可是這時實際邏...

基於查詢表的FPGA的面積和時序估算

原 題目為 area and timing estimation for lookup table based fpgas 有效的面積和時序估計技術在高階綜合 hls 中的重要性是眾所周知的,因為它允許更有效地探索設計空間,同時為hls工具提供 特定技術工具對設計空間的影響的能力。以前的許多任務作都...