在数字电路中,出于应用的需要,我们可以使用无符号数,即包括0及整数的集合:也可以使用有符号数,即包括0和正负数的集合.在更加复杂的系统中,也许这两种类型的数,我们都会用到. 有符号数通常以2的补码形式来表示.图1列出了4位二进制表示法所对应正负数.进一步观察,我们发现两种类型数的加减法是一样的,做加法和减法就是 在数轮上按正时钟转转或按反时钟转.比方说,1001+0100,意味着从1001按照顺时钟方向移动4个位置,其结果为1101.在无符号数类型中,它 代表(+9)+(+4)=+13:而在有符

FPGA中的硬件逻辑与软件程序的区别,相信大家在做除法运算时会有深入体会.硬件逻辑实现的除法运算会占用较多的资源,电路结构复杂,且通常无法在一个时钟周期内完成.因此FPGA实现除法运算并不是一个"/"号可以解决的. 好在此类基本运算均有免费的IP核使用,本人使用的VIVADO 2016.4开发环境提供的divider gen IP核均采用AXI总线接口,已经不再支持native接口.故做除法运算的重点从设计算法电路转变成了调用AXI总线IP核以及HDL中有符号数的表示问题,极大降低了开

对于non-restoring方法,主要是用rem和den移位数据比较,rem_d长度为den+nom的总长,den_d长度为den+nom的总长度,rem_d的初始值为{{d_width{1'b0}},nom};den_d的初始值为{1'b0,den,{(n_width-1){1'b0}}}.每次比较,移位同时进行. 除法运算也是数字信号处理中经常需要使用的.在FPGA设计中,通常为了简化算法,通常将除法近似为对数据进行移位操作即除数是2的整数次幂,因为在FPGA中进行移位很容易,比如右移2位

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

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

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

  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

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

本文内容摘自<advanced FPGA design>对应中文版是 <高级FPGA设计,结构,实现,和优化>第一章中的内容 FPGA中改善时序,我相信也是大家最关心的话题之一,在这本书中列举了一些方法供给大家参考. 1,插入寄存器(Add Register Layers),在中文版中被翻译成:添加寄存器层次.即,在关键路径中插入寄存器. 这种方式会增加设计的时滞(clock latency).插入了几个寄存器,结果输出就会延长几个周期,在不违反设计规格(对clock latenc

最近END china上的大神阿昏豆发表了博文 <FPGA研发之道(25)-管脚>,刚好今天拿到了新书<深入理解Altera FPGA应用设计>第一章开篇就讲pin.这里就两者的知识做一个整理.至于cyclone IV器件的I/O特性笔记博文后续会补上. 上一篇Altera FPGA中的pin简介已经对altera FPGA中的pin做了一个简要的全面说明,下面就做一些深入的了解 1,一般来说,DDR的接口信号最好能在一个BANK上约束,如果不能则其控制信号要约束到同一BANK上,

以下这篇文章讲述了锁存器的一些概念和注意事项.原文标题及链接: FPGA 中的latch 锁存器 - 快乐至永远上的博客 - 与非博客 - 与网 http://www.eefocus.com/liuyuxue/blog/13-11/300280_d7008.html 一直都知道fpga中有latch这么一回事,但是一直都不太清楚到底什么是锁存器,它是怎么产生的,它到底和寄存器有多少区别,它怎么消除.为什么说他不好? 一,是什么 锁存器是一种在异步时序电路系统中,对输入信号电平敏感的单元,用来存储

FPGA 中三角函数的实现

https://wenku.baidu.com/view/50a12d8b9ec3d5bbfd0a74f7.html (必看)    摘要 IBERT即集成式比特误码率测试仪,是Xilinx专门用于具有高速串行接口的FPGA芯片的调试和交互式配置工具.文中介绍了IBTERT基本功能.实现原理,并结合实例阐述用IBTERT调试FPGA时的具体方法和调试步骤.关键词 误码率测试仪:高速串行接口:眼图 随着高速数字系统的发展,高速串行数据被广泛使用,内嵌高速串行接口的FPGA也得到大量应用,相应的高速

FPGA中关于SPI的使用 信息来源 SPI Flash的编程 最新的SPI不止有4根信号线,可以增加到支持4bit的数据宽度 SPI Flash Basics 能够扩展成4bit数据的是MOSI信号

谈及此部分,多多少少有一定的难度,笔者写下这篇文章,差不多是在学习FPGA一年之后的成果,尽管当时也是看过类似的文章,但是都没有引起笔者注意,笔者现在再对此知识进行梳理,也发现了有很多不少的收获.笔者根据网上现有的资源,作进一步的总结,希望能够有所帮助. 一个不错的网站,类似于一个手册,随时可以去查询如何去定义各个时序约束指令怎么用.http://quartushelp.altera.com/current/mergedProjects/tafs/tafs/tcl_pkg_sdc_ver_1.5

渐渐地,发现自己已经习惯于发现细节,喜欢打破常规,真的非常喜欢这种feel. 相信很多人在书上或者博文上都有提出“在FPGA中使用for语句是很占用资源的”的观点,特权同学也不例外.那么,这种观点正确吗?我的答案是:对一半,错一半.在某些情况下,使用for循环也许真的挺占用资源的.但我并不想去探讨这种情况.而是谈谈在另外一些情况下使用for语句的好处. 第一个好处:有时使用for循环不但不会浪费多余的资源,而且可以减少代码量,从而提高编码效率:第二个好处是:方便模块的移植.下面举个移位寄存器的简

copy from http://www.cnblogs.com/linjie-swust/archive/2012/03/27/FPGA_verilog.html 在FPGA设计中经常使用到逻辑复制,逻辑复制也用在很多场合. 1．    信号驱动级数非常大,扇出很大,需要增加驱动力 逻辑复制最常使用的场合时调整信号的扇出.如果某个信号需要驱动后级很多单元,此时该信号的扇出非常大,那么为了增加这个信号的驱动能力,一种办法就是插入多级Buffer,但是这样虽然能增加驱动能力,但是也增加了这个信号的

FPGA中RAM的使用探索.以4bitX4为例,数据位宽为4为,深度为4. 第一种方式,直接调用4bitX4的RAM.编写控制逻辑对齐进行读写. quartus ii 下的编译,资源消耗情况. 85C模型下的时钟频率. 0C模型下的时钟频率. 第二种方式,调用1bitX4的RAM,例化4次.编写控制逻辑对齐进行读写. quartus ii 下的编译,资源消耗情况. 85C模型下的时钟频率. 0C模型下的时钟频率. 从上述两种情况来看,两种RAM的使用方式,最终使用资源比较接近,方案二稍多,而从时

FPGA中计数器设计探索,以计数器为32位为例: 第一种方式,直接定义32位计数器. reg [31:0]count; quartus ii 下的编译,资源消耗情况. 85C模型下的时钟频率. 0C模型下的时钟频率. chip planner下资源分布情况. 第二种方式,定义2个16位计数器. reg [15:0]count1,count2; quartus ii 下的编译,资源消耗情况. 85C模型下的时钟频率. 0C模型下的时钟频率. chip planner下资源分布情况 从上述两种情况来

在FPGA中,动态相位调整(DPA)主要是实现LVDS接口接收时对时钟和数据通道的相位补偿,以达到正确接收的目的.ALTERA的高端FPGA,如STRATIX(r) 系列中自带有DPA电路,但低端的FPGA,如CYCLONE(r)系列中是没有的.下面介绍如何在低端FPGA中实现这个DPA的功能. 实现架构 在LVDS输入接收时,时钟和数据的相位可能是不确定的,因此我们需要将时钟的相位作出调整,使得时钟能稳定的采集到输入数据.工作的核心就是用锁相环PLL的相位调整功能,产生若干个时钟的不同相位,看

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