Fanout即扇出,模块直接调用的下级模块的个数,如果这个数值过大的话,在FPGA直接表现为net delay较大,不利于时序收敛。因此,在写代码时应尽量避免高扇出的情况。但是,在某些特殊情况下,受到整体结构设计的需要或者无法修改代码的限制,则需要通过其它优化手段解决高扇出带来的问题。以下就介绍三个这样的方法

  首先来看下面这个实例,如图1所示为转置型FIR滤波器中的关键路径时序报告,在DSP in FPGA的FIR专题中有介绍转置型结构FIR滤波器输入数据的扇出较大,在图1中所示为11,因此net delay高达1.231ns。如图2所示,输入数据驱动了11个DSP48E1。

图1

图2

在没有优化情况下,该设计的fmax:206.016MHz

1、寄存器复制

  寄存器复制是解决高扇出问题最常用的方法之一,通过复制几个相同的寄存器来分担由原先一个寄存器驱动所有模块的任务,继而达到减小扇出的目的。通过简单修改代码,如图3所示,复制了4个寄存器:din_d0、din_d1、din_d2、din_d3,din_d、din_d0、din_d1、din_d2分别驱动2个DSP48E1,din_d3驱动3个DSP48E1。其中在代码中为防止综合器优化相同寄存器,在对应信号上加入了(* EQUIVALENT_REGISTER_REMOVAL="NO" *)属性避免被优化

图3

  综合实现后得到时序报告如图4所示,该数据路径上输入数据fanout减为2,对应net delay也减小到了0.57ns。得到设计如图5所示,与期望的相同,复制了4个寄存器来分担fanout。经过寄存器优化后得到fmax:252.143MHz

图4

图5

2、max_fanout属性

在代码中可以设置信号属性,将对应信号的max_fanout属性设置成一个合理的值,当实际的设计中该信号的fanout超过了这个值,综合器就会自动对该信号采用优化手段,常用的手段其实就是寄存器复制。属性设置如下代码所示:

(* max_fanout = "3" *)reg  signed [15:0] din_d;

将din_d信号的max_fanout属性设置成3,经过综合实现后,得到时序报告如图6所示,其中fanout只有2,相应的net delay也只有0.61ns,自动优化效果还不错。结构如图7所示,其中din_d_12_1、din_d_12_2、din_d_12_3是综合器优化后自动添加,即实现了寄存器复制功能。经过设置max_fanout属性优化后得到fmax:257.135MHz

图6

图7

3、BUFG

通常BUFG是用于全局时钟的资源,可以解决信号因为高扇出产生的问题。但是其一般用于时钟或者复位之类扇出超级大的信号,此类信号涉及的逻辑遍布整个芯片,而BUFG可以从全局的角度优化布线。而且一块FPGA芯片中BUFG资源也有限,在7k325tffg900上也仅有32个,如果用于普通信号的高扇出优化也不大现实。因此,在时钟上使用BUFG是必须的,但是如果设计中遇到某些复位信号因高扇出产生的时序问题时,可以在此信号上使用BUFG来优化。

综上,在遇到信号高扇出时,对于普通信号可采用寄存器复制或者设置max_fanout属性优化;而对于复位信号,可加入BUFG优化。

FPGA优化之高扇出的更多相关文章

  1. 关于 FPGA 内部信号扇入扇出

    扇入.扇出系数 扇入系数是指门电路允许的输入端数目.一般门电路的扇入系数为1—5,最多不超过8.扇出系数是指一个门的输出端所驱动同类型门的个数,或称负载能力.一般门电路的扇出系数为8,驱动器的扇出系数 ...

  2. Xilinx中解决高扇出的方法

    Fanout,即扇出,指模块直接调用的下级模块的个数,如果这个数值过大的话,在FPGA直接表现为net delay较大,不利于时序收敛.因此,在写代码时应尽量避免高扇出的情况.但是,在某些特殊情况下, ...

  3. Python性能分析与优化PDF高清完整版免费下载|百度云盘

    百度云盘|Python性能分析与优化PDF高清完整版免费下载 提取码:ubjt 内容简介 全面掌握Python代码性能分析和优化方法,消除性能瓶颈,迅速改善程序性能! 对于Python程序员来说,仅仅 ...

  4. 基于FPGA的HDMI高清显示接口驱动

    HDMI是(High Definition Multimedia Interface)的缩写,意思是高清晰度多媒体接口,是一种数字化视频/音频接口技术,适合影像传输的专用型数字化接口,可同时传送音频和 ...

  5. Java优化高性能高并发+高并发程序设计视频教程

    转自:https://www.cnblogs.com/ajianku/p/10236573.html 第1章 课程介绍及项目框架搭建1-1 Java高并发商城秒杀优化导学1-2 项目环境搭建(Ecli ...

  6. javascript优化--04高质量编码

    库和API的设计: 在参数设计中保持好的习惯:如顺序,width,height;top,right,bottom,left;如命名: 将undefined看作没有值而不要表示非特定的值: 在允许0,空 ...

  7. javascript优化--02高质量编码

    方法调用: 通常某个对象调用方法查找该方法并将该对象作为该方法的接受者(this): 使用call自定义接受者 可以调用在给定对象中不存在的方法: 定义高阶函数,允许使用者给回调函数指定接受者: 使用 ...

  8. 关于fpga优化的set input delay 和 set output delay

    set input delay 和set output delay 首先必须明确的是指的外部delay,而非input或output的内部delay,那么这外部delay包含什么呢?包含1,外部路径延 ...

  9. Java秒杀系统方案优化 高性能高并发实战(已完成)

    1:商品列表 2:商品详情判断是否可以开始秒杀,未开始不显示秒杀按钮显示倒计时,开始显示秒杀按钮,同时会显示验证码输入框以及验证码图片,当点击秒杀按钮的时候会首先判断验证码是否正确,如果正确会返回一个 ...

随机推荐

  1. mysql timeout知多少

    1.timeout变量知多少 打开mysql,用show variables like '%timeout%'命令一看,不看不知道,一看吓一跳,结果如下面所示,这么多timeout相关变量,一下就吓尿 ...

  2. CORS详解

    介绍 由于同源策略的缘故,以往我们跨域请求,会使用诸如JSON-P(不安全)或者代理(设置代理和维护繁琐)的方式.而跨源资源共享(Cross-Origin Resource Sharing)是一个W3 ...

  3. 值得注意的IsHitTestVisible

    这个属性我们平时可能并不怎么用.先来看下MSDN上的解释: 解释的非常专业,然而我并没有看懂. 说说我的理解吧:把这个属性设置为false,看起来没有变化,但操作上已经把他完全忽视了,不触发事件,可以 ...

  4. 对于一个div下两个横内元素对其或者居中的方法

    我们会经常遇到这样的对其问题图片和文字,或者文字和单选按钮之类的,而且,如果文字不是12px或者14px,有时候想大一点的时候,会出现对不起的情况或者居中不了. 下面我们来看看: 有时候会出现: 这种 ...

  5. Ubuntu安装Hadoop与Spark

    更新apt 用 hadoop 用户登录后,我们先更新一下 apt,后续我们使用 apt 安装软件,如果没更新可能有一些软件安装不了.按 ctrl+alt+t 打开终端窗口,执行如下命令: sudo a ...

  6. web兼容学习分析笔记-margin 和padding浏览器解析差异

    二.margin 和padding浏览器解析差异 只有默认margin的元素 <body>margin:8px  margin:15px 10px 15px 10px(IE7) <b ...

  7. FtpUtil

    /* * 文件名:FtpUtil.java * 版权:Copyright 2000-2007 Huawei Tech. Co. Ltd. All Rights Reserved. * 描述: TopE ...

  8. vs2017 rc 离线安装包制作

    vs2017 rc 离线安装包制作 1.下载在线安装包:https://aka.ms/vs/15/release/vs_Enterprise.exe 2.制作离线安装包: vs_Enterprise. ...

  9. form 表单基础知识

    <form method=" name="one" action="http://www.battlenet.com.cn/zh/"> & ...

  10. ERwin入门

    1.菜单介绍 2.选择建模语言符号