FPGA中的“门”

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逻辑门在ASIC的世界里,衡量器件容量的常用标准是等效门.这是因为不同的厂商在单元库里提供了不同的功能模块,而每个功能模块的实现都要求不同数量的晶体管.这样在两个器件之间比较容量和复杂度就很困难. 解决的办法是给每个功能赋予一个等效门数值,就比如“A功能模块等价于5个等效门,B功能模块等价于3个等效门···”.下一步就是统计每个功能模块,把他们转换成相应的等效门值,把这些值相加,然后就可以自豪的公布:“我的ASIC包括一千万的等效门,这要比你的ASIC大多了!” 但是,事情没那么简单,不同的…

【转】关于FPGA中建立时间和保持时间的探讨

时钟是整个电路最重要.最特殊的信号,系统内大部分器件的动作都是在时钟的跳变沿上进行, 这就要求时钟信号时延差要非常小, 否则就可能造成时序逻辑状态出错:因而明确FPGA设计中决定系统时钟的因素,尽量较小时钟的延时对保证设计的稳定性有非常重要的意义. 1.1 建立时间与保持时间建立时间(Tsu:set up time)是指在时钟沿到来之前数据从不稳定到稳定所需的时间,如果建立的时间不满足要求那么数据将不能在这个时钟上升沿被稳定的打入触发器:保持时间(Th:hold time)是指数据稳定后保…

FPGA中竞争冒险问题的研究

什么是竞争冒险? 1 引言现场可编程门阵列(FPGA)在结构上由逻辑功能块排列为阵列,并由可编程的内部连线连接这些功能块,来实现一定的逻辑功能. FPGA可以替代其他PLD或者各种中小规模数字逻辑芯片在数字系统中广泛应用,也是实现具有不同逻辑功能ASIC的有效办法.FPGA是进行原型设计最理想的载体,原型机的最初框架和实现通过PFGA来验证,可以降低成本.缩短开发周期.利用FPGA的可重配置功能,可以在使用过程中,在不改变所设计的设备的硬件电路情况下,改变设备的功能.但和所有的数字…

FPGA中的delay与latency

delay和latency都有延迟的意义,在FPGA中二者又有具体的区别. latency出现在时序逻辑电路中,表示数据从输入到输出有效经过的时间,通常以时钟周期为单位. delay出现在组合逻辑电路.布线中,表示数据从一端到另一端经过的时间,通常以绝对时间衡量. 引起delay的有线延迟.门延迟等,通常是不希望出现的. latency和电路的逻辑设计有关,如果latency很大,通过提升工作的时钟频率,那么绝对的响应时间不会太长. 而delay很大,那么电路的工作频率会受限,从而影响电路的整体…

FPGA中的INOUT接口和高阻态

除了输入输出端口,FPGA中还有另一种端口叫做inout端口.如果需要进行全双工通信,是需要两条信道的,也就是说需要使用两个FPGA管脚和外部器件连接.但是,有时候半双工通信就能满足我们的要求,理论上来说只需要一条信道就足够了,而FPGA上实现这一功能的管脚就是inout端口.管脚相连时,input对应output,因此inout只能和inout连接(否则就不是inout了).本文将概述FPGA的inout端口. 1. 三态门三态门,故名思议就是这个期间具有三种状态.对于数字电路来说,三种状态…

FPGA中的时序分析（四）

常用约束语句说明关于Fmax 上述是实现Fmax的计算公式,clock skew delay的计算如下图, 就是两个时钟的差值.到头来,影响Fmax的值的大小就是组合逻辑,而Fmax是针对最差劲的节点给出的最高频率,而且Tsu会影响Fmax的大小. 那么提高Fmax可以通过两种方法解决:(1)将两个时序逻辑之间的大组合逻辑分为两个小的逻辑,即采用流水线设计方法 :(可以在组合逻辑的两端加上寄存器,这样可以增加时序余量) :(2)更改时序约束或者更改一些综合或者实现选项,让开发工具去解…

FPGA中浮点运算实现方法——定标

有些FPGA中是不能直接对浮点数进行操作的,仅仅能採用定点数进行数值运算.对于FPGA而言,參与数学运算的书就是16位的整型数,但假设数学运算中出现小数怎么办呢?要知道,FPGA对小数是无能为力的,一种解决的方法就是採用定标.数的定标就是将要运算的浮点数扩大非常多倍,然后取整,再用这个数进行运算,运算得到的结果再缩小对应的倍数就能够了.在设计中,一定不要忘记小数点.在FPGA 中是体现不出来小数点的,小数点的位置仅仅有程序猿知道.Q表示小数点的位置,Q15就表示小数点在第15位. 浮点数(x)转…