西安大唐FPGA设计：时序掌控与实战经验分享

FPGA/CPLD数字电路设计经验技术交流讲义提供了西安大唐公司工程师对于FPGA设计的深入见解。他们强调了时序设计在FPGA设计中的核心地位，因为它是衡量系统性能的关键因素。在高层次设计中，时序控制的抽象度增加，设计者需要理解RTL电路的时序模型，以便采取有效的策略来优化设计。 首先，工程师介绍了建立时间和保持时间这两个基本概念。建立时间是在触发器时钟上升沿前数据必须稳定的时间，若不足可能导致数据丢失；保持时间则是时钟上升沿之后数据必须保持稳定的时间，否则同样会影响数据传输。在设计过程中，需要考虑到时钟树的偏斜情况，即前后延时的影响，并确保在后仿真的过程中满足这两个时间限制。此外，建立时间与时钟周期相关，而在高频环境下可能无法工作时，可以通过降低时钟频率来解决问题。然而，保持时间不受时钟周期影响，它更多地依赖于电路布局和时钟树的质量，设计不合理可能导致无法通过调整频率达到预期，从而影响设计效率。 其次，FPGA中的竞争和冒险现象是另一个重要问题。信号在器件内部传播时会受到线路长度、逻辑单元数量、制造工艺、工作电压和温度等因素的影响，导致信号延迟。这可能导致信号电平值之间的冲突，即竞争，如果处理不当，可能会引发冒险行为，影响电路的正确性。因此，理解和解决这些时序问题对于保证FPGA设计的稳定性和可靠性至关重要。 FPGA/CPLD设计中，掌握时序分析和优化技术，包括建立时间和保持时间的计算、考虑时钟树的偏斜以及处理竞争和冒险现象，是提升设计质量和效率的核心。西安大唐的工程师通过实例分享，展示了如何通过合理的时序设计方法显著提高电路仿真通过率和系统工作频率，这在实际FPGA设计实践中具有很高的实用价值。