FPGA高级设计技巧：优化资源与速度

本篇文章是深圳市华为技术有限公司的研究管理部文档中心内部公开的一份关于FPGA设计高级技巧的文档，标题为《FPGA设计高级技巧：Xilinx篇》，版本为V1.0，由周志坚在2001年9月15日撰写。文档详细介绍了如何优化FPGA设计，包括但不限于以下几个关键部分： 1. **关键路径优化**： - 第4章详细探讨了如何减少关键路径的逻辑级数，通过合理的逻辑结构设计，如使用IF语句和Case语句，可以改善信号传输速度，同时控制逻辑资源的占用。 2. **加法器选择与处理**： - 提供了处理多个加法器的方法，如使用圆括号来明确运算顺序，以及串行进位与超前进位技术，以提高电路效率。 3. **资源利用效率**： - LUT（Look-Up Table）的配置和利用是重点，通过合理配置可以实现逻辑电路的组合逻辑，减少门数，保持逻辑级数不变，但资源占用更少，从而提高速度。 4. **时钟资源管理**： - 文档涉及DCM（Digital Clock Management）、CLKMUX（Clock Multiplexer）和GlobalClock的使用，以及如何有效地分配和管理全局时钟资源。 5. **输入/输出接口设计**： - 描述了IOB（Input/Output Block）的结构和功能，以及如何通过SelectI/O来优化I/O资源。 6. **内存资源**： - 包括BlockRAM、DistributedRAM和BlockSelectRAM的内部结构，以及它们在设计中的应用。 7. **基本逻辑单元**： - 提及了FFX/FFY、SOP（Single Output Port）、CarryLogic和ArithmeticLogicGates等基本逻辑单元，以及MUXFX、ShiftRegisterLUT (SRL) 和LUT本身的使用。 8. **CLB（Slice）和整个FPGA结构**： - 文档介绍了CLB作为基本可编程单元的原理，以及VirtexII等特定器件的结构特点，这些对于理解并优化整体设计至关重要。 9. **编码风格与器件结构的关系**： - 讨论了不同器件结构对编程编码风格的影响，以及在VirtexII等新型FPGA上的设计策略。 10. **概述**： - 文档以VirtexII功能概述开篇，随后讨论了器件结构、ASIC结构与FPGA结构的区别，强调了编码风格适应硬件特性的必要性。 本文提供了深入的FPGA设计指导，不仅关注性能优化，还涵盖了资源管理、模块化设计等多个层面，对有经验的FPGA工程师来说是一份实用的参考资料。