提高FPGA設(shè)計(jì)效能的方法

在典型設(shè)計(jì)流程中，進(jìn)行兩次布局。第一步是在邏輯模塊級(jí)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行布局。完成后，布局算法將邏輯放在邏輯單元級(jí)。由于物理綜合工具依靠精確的信息，因此經(jīng)過(guò)第二次布局后，很容易看出物理綜合結(jié)果得到了提高，產(chǎn)生質(zhì)量更好的結(jié)果(QoR)，從而提高了效能。

物理綜合工具能夠提高效能的另一應(yīng)用是結(jié)合漸進(jìn)式設(shè)計(jì)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這種方法中，不是在整個(gè)設(shè)計(jì)中使用物理綜合，而是將其應(yīng)用到每個(gè)模塊上。由于物理綜合工具重點(diǎn)放在它需要的模塊上，因此，這不但有助于縮短編譯時(shí)間，而且還提高了性能。

物理綜合工具是Altera Quartus II布局布線工具的一部分。物理綜合工具為用戶提供優(yōu)化選擇和努力等級(jí)，以提高性能和效能。下面列出了用戶可以控制的某些優(yōu)化選項(xiàng)。

可提高性能的物理綜合

組合邏輯物理綜合：工具基于精確的信息來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化組合邏輯。這一選項(xiàng)使Quartus II物理綜合工具能夠重新綜合設(shè)計(jì)中的組合邏輯，縮短關(guān)鍵通路的延時(shí)，提高性能。

異步流水線物理綜合：裝入和清除等流水線異步信號(hào)。這一選項(xiàng)使Quartus II物理綜合工具能夠在裝入和清除信號(hào)中插入流水線寄存器，提高性能。

用于寄存器的物理綜合

重新定時(shí)：使工具能夠自動(dòng)進(jìn)行寄存器平衡。這一選項(xiàng)使Quartus II能夠在組合電路間移動(dòng)寄存器，提高性能。

寄存器復(fù)制：對(duì)扇出較多寄存器進(jìn)行復(fù)制。這一選項(xiàng)使Quartus II能夠根據(jù)布局信息來(lái)復(fù)制寄存器，提高性能。

用于適配的物理綜合

組合邏輯物理綜合：這是對(duì)組合電路進(jìn)行第二次優(yōu)化。Quartus II對(duì)組合電路進(jìn)行第二次優(yōu)化，以幫助適配設(shè)計(jì)。

完成邏輯至存儲(chǔ)器映射：這將組合邏輯映射到存儲(chǔ)器，從而減小面積。Quartus II將組合邏輯自動(dòng)映射到未使用的存儲(chǔ)器模塊中，以減小面積，適配設(shè)計(jì)。

Quartus II還提供漸進(jìn)式設(shè)計(jì)流程，同時(shí)支持自上而下和自下而上的設(shè)計(jì)流程。這類(lèi)流程用于縮短編譯時(shí)間，提高性能。

本文小結(jié)

當(dāng)今的大部分企業(yè)都希望在競(jìng)爭(zhēng)中能夠?qū)⒆约旱漠a(chǎn)品率先推向市場(chǎng)。作為主動(dòng)戰(zhàn)略，提高效能和產(chǎn)品及時(shí)面市是任何產(chǎn)品獲得成功的關(guān)鍵。利用物理綜合工具來(lái)提高設(shè)計(jì)性能意味著更短的設(shè)計(jì)周期和更高的效能。能夠高效地使用這類(lèi)工具的設(shè)計(jì)人員必將獲勝。