FPGA设计总结
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
1、硬件设计基本原则
(1)速度与面积平衡和互换原则:一个设计如果时序余量较大,所能跑的频率远高于设计要求,能可以通过模块复用来减少整个设计消耗的芯片面积,这就是用速度优势换面积的节约;反之,如果一个设计的时序要求很高,普通方法达不到设计频率,那么可以通过数据流串并转换,并行复制多个操作模块,对整个设计采用“乒乓操作”和“串并转换”的思想进行处理,在芯片输出模块处再对数据进行“并串转换”。从而实现了用面积复制换取速度的提高。
(2)硬件原则:理解HDL本质
(3)系统原则:整体把握
(4)同步设计原则:设计时序稳定的基本原则
2、Verilog作为一种HDL语言,对系统行为的建模方式是分层次的。比较重要的层次有系统级(system)、算法级(Algorithm)、寄存器传输级(RTL)、逻辑级(Logic)、门级(Gate)、电路开关级(Switch)。
3、实际工作中,除了描述仿真测试激励(Testbench)时使用for循环语句外,极少在RTL级编码中使用for循环,这是因为for循环会被综合器展开为所有变量情况的执行语句,每个变量独立占用寄存器资源,不能有效的复用硬件逻辑资源,造成巨大的浪费。一般常用case语句代替。
4、if…else…和case在嵌套描述时是有很大区别的,if…else…是有优先级的,一般来说,第一个if的优先级最高,最后一个else的优先级最低。而case语句是平行语句,它是没有优先级的,而建立优先级结构需要耗费大量的逻辑资源,所以能用case的地方就不要用if…else…语句。
补充:1.也可以用if…; if…; if…;描述不带优先级的“平行”语句。
5、FPGA一般触发器资源比较丰富,而CPLD组合逻辑资源更丰富。
6、FPGA和CPLD的组成:
FPGA基本有可编程I/O单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等6部分组成。
CPLD的结构相对比较简单,主要由可编程I/O单元、基本逻辑单元、布线池和其他辅助功能模块组成。
7、Block RAM:
3种块RAM结构,M512 RAM(512bit)、M4K RAM(4Kbit)、M-RAM(64Kbit).
M512 RAM:适合做一些小的Buffer、FIFO、DPRAM、SPRAM、ROM等;
M4K RAM: 适用于一般的需求
M-RAM: 适合做大块数据的缓冲区。
Xlinx 和 Lattice FPGA的LUT可以灵活配置成小的RAM、ROM、FIFO等存储结构,这种技术被称为分布式RAM。
补充:但是在一般的设计中,不提倡用FPGA/CPLD的片内资源配置成大量的存储器,这是处于成本的考虑。所以尽量采用外接存储器。

图片新闻
最新活动更多
-
7月3日立即报名>> 【在线会议】英飞凌新一代智能照明方案赋能绿色建筑与工业互联
-
7月22-29日立即报名>> 【线下论坛】第三届安富利汽车生态圈峰会
-
7.30-8.1火热报名中>> 全数会2025(第六届)机器人及智能工厂展
-
7月30-31日报名参会>>> 全数会2025中国激光产业高质量发展峰会
-
即日-2025.8.1立即下载>> 《2024智能制造产业高端化、智能化、绿色化发展蓝皮书》
-
精彩回顾立即查看>> 【在线会议】Solution Talks |Computex 2025关键趋势深读
推荐专题
- 1 数智破局·生态共生:重构全球制造新引擎 2025 WOD制造业数字化博览会即将在沪盛大启幕
- 2 【重磅来袭】6月17日上海见!全球智造巨头聚首,60余场前沿论坛,制造业数字化盛会邀您共启数智破局之旅!
- 3 安森美正式参评“维科杯·OFweek 2025中国工业自动化与数字化行业优秀产品奖”
- 4 当数智工业邂逅大湾区,看PHIIDF2025如何破界,链动全球!
- 5 抢先解锁!全数会2025机器人及智能工厂展览会核心亮点速递
- 6 【最后召集】6月17-19日,60+论坛剧透制造业未来,200+全球巨头携制造业黑科技齐聚,制造业数字化转型巅峰盛会即将启幕!
- 7 硬核登场!凌科LP-12系列 90°工业级连接器上市,打造行业高可靠连接解决方案
- 8 欧姆龙正式参评“维科杯·OFweek 2025中国工业自动化与数字化行业优秀产品奖”
- 9 世界计量日盛会启幕,聚焦测量体系变革:质量、效率与动力
- 10 展会首日速递 | iEi威强电亮相北京AIAE Expo 2025,客户云集共话智能工业未来
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论