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首页QuartusII下FPGA面积优化方法及其应用
本文主要探讨了一种针对FPGA面积优化的创新方法,该方法基于Altera公司的QuartusII 6.0集成综合器。QuartusII是一款广泛用于FPGA/CPLD设计的高级开发工具,它将设计流程中的各个工具整合在一起,为用户提供高效的设计解决方案。作者李萌和侯亚辉针对面积优化这一关键问题,提出了一种策略,通过精心设计的Verilog代码,利用QuartusII的综合能力,可以直接将优化后的代码转换为基本宏功能模块(Megafunction)。这些Megafunctions巧妙地利用了内存资源,而非有限的逻辑元素(LEs),从而显著减少了FPGA的占用面积。 面积优化对于FPGA设计来说至关重要,因为逻辑资源的数量直接影响到器件的成本和复杂度。高端FPGA因其丰富的逻辑资源而价格昂贵,所以通过减少面积浪费,能够在满足性能需求的同时降低成本。设计者的目标是最大化单个芯片的利用率,通过更小的面积实现更多的功能模块,进而降低整体系统的需求,减少芯片数量,从而大幅度削减整个系统的制造成本。 在实现这一优化过程中,Verilog语言扮演了关键角色,它是硬件描述语言(HDL),允许设计师以软件的形式描述电路行为。作者强调了利用Verilog进行代码优化的重要性,因为这不仅可以提高设计的灵活性,还可以确保在编译阶段就能发现潜在的问题,从而避免在后期阶段因面积问题导致的设计更改。 总结来说,本文提供了一种有效的方法,通过QuartusII的集成综合器,对Verilog代码进行优化,实现面积的高效利用,这对于FPGA设计者来说是一项重要的技术贡献,有助于提高设计效率,降低设计成本,提升产品的市场竞争力。
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一 种 基 于 Q uartusII 集 成 综 合 器 的 F P G A 面 积 优 化 方 法
李 萌
1
,侯亚辉
2
(1 .北京北方烽火科技有限公司 ,北京 100085 ;2 .中国传媒大学数字化工程中心 ,北京 100024)
摘 要 :本文介绍了一种基于 QuartusII 的 FPGA 代码优化方法 ,优化代码可以被 QuartusII6 .0 集成的综合器直接
综合成基本宏功能模块(Megafunction) ,映射成 Memory 资源 ,不占用 LE 资源 ,从而大大节省了面积 。
关键词 :FPGA ;面积优化 ;FIR ;Verilog
中图分类号 :TP332 .1 文献标识码 :A 文章编号 :1673 - 4793(2007)03 - 0057 - 04
A Method for Optimizing FPGA A rea Based
on Synthesis Tool in QuartusII
LI Meng
1
,Hou Ya‐hui
2
(1 .Beijing Northern Fiberhomen Technology Corp .Beijing 100085 ,China ;
2 .ECDAV ,Communication University of China ,Beijing 100024 ,China)
Abstract :This paper introduces a method for optimizing FPGA code . By synthesis tool in
QuartusII ,the optimized code could be synthetized to Magefunctions which make use of Memory
Bits instead of LEs .
Key words :FPGA ;optimizing Area ;FIR ;Verilog
1 引言
逻辑资源数量是衡量 FPGA 规格的重要指标 ,
资源多 、规模大的高端 FPGA 往往要比低端产品贵
出数倍甚至数十倍 。 因此 ,尽量节约芯片面积就显
得尤为重要 。 科学的设计目标应该是在满足性能要
求的前提下 ,占用最小的芯片面积 。 设计所消耗的
面积越小 ,就意味着在单位资源上实现的功能模块
越多 ,需要的芯片数量或芯片规模就越低 ,从而使整
个系统的成本大幅度削减 。
Quartus II 软件是 Altera FPGA /CPLD 的开
发工 具 (其 最 高 版 本 为 6 .0 ) ,它 集 成 了 Altera
FPGA/CPLD 开发流程中所涉及的所有工具和第
三方软件接口 。 使用此开发工具 ,设计者可以创建 、
组织和管理自己的设计 。
在 Quartus II 软件中可以使用集成的 Analysis
& Synthesis 工具来分析并综合 V HDL 和 Veilog
设计 ,Analysis & Synthesis 完全支 持 VHDL 和
Verilog HDL 语言 。 为了节约成本 ,我们应用尽量
少的资源实现相同的功能 ,并保证性能不变 ,这就需
要利用综合工具本身的特性 ,使用综合工具推荐的
代码风格对代码进行优化 ,使综合结果的面积最小 。
本文根据 QuartusII 集成综合器的特性介绍一种优
化代码的方法 ,并给出一个应用此方法设计的 FIR
低通滤波器的实例 。
2 代码优化的原理和方法
2 .1 优化原理
FPGA 内部资源主要由基本可编程逻辑单元和
嵌入式块 RAM 组成 。
基本可编程逻辑单元是可编程逻辑的主体 , 可
收稿日期 :2007 - 01 - 15
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