第1章 FPGA技術(shù)分析1
1.1　芯片架構(gòu)的演變1
1.2　設(shè)計(jì)方法的演變15
1.3　面臨的挑戰(zhàn)20
1.4　四大基本原則22
1.4.1 硬件原則23
1.4.2 同步原則24
1.4.3 流水原則25
1.4.4 面積與速度的平衡與互換原則27
1.5　性能指標(biāo)29
1.6　思考空間31
第2章 優(yōu)化時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)32
2.1　時(shí)鐘資源32
2.1.1 7系列FPGA中的時(shí)鐘資源32
2.1.2 UlatraScale/UltraScale+ FPGA中的時(shí)鐘資源42
2.1.3 Versal ACAP中的時(shí)鐘資源47
2.2　時(shí)鐘偏移52
2.3　時(shí)鐘抖動(dòng)64
2.4　安全的時(shí)鐘啟動(dòng)方式71
2.5　時(shí)鐘規(guī)劃75
2.6　創(chuàng)建輸出時(shí)鐘79
2.7　思考空間80
第3章 優(yōu)化組合邏輯81
3.1　組合邏輯資源81
3.2　譯碼器與編碼器82
3.2.1 譯碼器代碼風(fēng)格82
3.2.2 編碼器代碼風(fēng)格93
3.3　多路復(fù)用器與多路解復(fù)用器104
3.3.1 多路復(fù)用器代碼風(fēng)格104
3.3.2 多路解復(fù)用器代碼風(fēng)格117
3.4　加法器與累加器119
3.4.1 加法器代碼風(fēng)格119
3.4.2 累加器代碼風(fēng)格134
3.5　其他組合邏輯電路149
3.5.1 移位器代碼風(fēng)格149
3.5.2 比較器代碼風(fēng)格153
3.5.3 奇偶校驗(yàn)電路代碼風(fēng)格166
3.5.4 二進(jìn)制碼與格雷碼互轉(zhuǎn)電路代碼風(fēng)格167
3.6　避免組合邏輯環(huán)路170
3.7　思考空間171
第4章 優(yōu)化觸發(fā)器172
4.1　觸發(fā)器資源172
4.1.1 7系列FPGA中的觸發(fā)器資源172
4.1.2 UltraScale/UltraScale+ FPGA中的觸發(fā)器資源174
4.1.3 Versal ACAP中的觸發(fā)器資源175
4.2　建立時(shí)間和保持時(shí)間179
4.3　亞穩(wěn)態(tài)181
4.4　控制集184
4.5　復(fù)位信號(hào)的代碼風(fēng)格189
4.5.1 異步復(fù)位還是同步復(fù)位189
4.5.2 全局復(fù)位還是局部復(fù)位192
4.5.3 是否需要上電復(fù)位195
4.6　同步邊沿檢測(cè)電路代碼風(fēng)格199
4.7　串并互轉(zhuǎn)電路代碼風(fēng)格201
4.8　避免意外生成的鎖存器206
4.9　思考空間209
第5章 優(yōu)化移位寄存器211
5.1　移位寄存器資源211
5.1.1 7系列FPGA中的移位寄存器資源211
5.1.2 UltraScale/UltraScale+ FPGA中的移位寄存器資源212
5.1.3 Versal ACAP中的移位寄存器資源212
5.2　移位寄存器的代碼風(fēng)格216
5.3　移位寄存器的應(yīng)用場(chǎng)景227
5.4　管理時(shí)序路徑上的移位寄存器228
5.5　思考空間232
第6章 優(yōu)化存儲(chǔ)器234
6.1　存儲(chǔ)器資源234
6.1.1 分布式RAM234
6.1.2 BRAM235
6.1.3 UltraRAM242
6.2　單端口RAM代碼風(fēng)格246
6.3　簡(jiǎn)單雙端口RAM代碼風(fēng)格266
6.4　真雙端口RAM代碼風(fēng)格276
6.5　RAM的初始化與ROM代碼風(fēng)格284
6.6　同步FIFO代碼風(fēng)格287
6.7　異步FIFO代碼風(fēng)格301
6.8　平衡BlockRAM的功耗與性能310
6.9　異構(gòu)RAM312
6.10　以IP方式使用RAM和FIFO312
6.11　以XPM方式使用RAM或FIFO319
6.12　管理時(shí)序路徑上的BRAM和UltraRAM322
6.13　思考空間328
第7章 優(yōu)化乘加運(yùn)算單元329
7.1　乘加器資源329
7.1.1 7系列FPGA中的乘加器資源329
7.1.2 UltraScale/UltraScale+ FPGA中的乘加器資源332
7.1.3 Versal ACAP中的乘加器資源332
7.2　以乘法為核心運(yùn)算的代碼風(fēng)格335
7.3　復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算代碼風(fēng)格363
7.4　向量?jī)?nèi)積代碼風(fēng)格378
7.5　以加法為核心運(yùn)算的電路結(jié)構(gòu)380
7.6　管理時(shí)序路徑上的乘加器386
7.7　思考空間387
第8章 優(yōu)化狀態(tài)機(jī)388
8.1　基本概念388
8.2　狀態(tài)機(jī)代碼風(fēng)格390
8.3　狀態(tài)編碼方式410
8.4　基于ROM的控制器413
8.5　思考空間416
第9章 優(yōu)化扇出417
9.1　生成扇出報(bào)告417
9.2　利用設(shè)計(jì)流程降低扇出419
9.3　利用約束降低扇出421
9.4　從代碼層面降低扇出424
9.5　改善扇出的正確流程424
9.6　思考空間425
第10章 優(yōu)化布線擁塞426
10.1　布線擁塞的三種類型426
10.2　利用設(shè)計(jì)流程改善布線擁塞428
10.3　利用約束緩解布線擁塞429
10.4　從代碼層面降低布線擁塞程度430
10.5　緩解布線擁塞的正確流程430
10.6　思考空間432