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新疆25选7官网:Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

? 2018年07月13日 09:31 ? 次阅读

新疆25选7走势 www.ve66b.cn 1. 普通逻辑的复位

对于xilinx 7系列的FPGA而言,flip-flop支持高有效的异步复/置位和同步复位/置位。对普通逻辑设计,同步复位和异步复位没有区别,当然由于器件内部信号均为高有效,因此推荐使用高有效的控制信号,最好使用高有效的同步复位。输入复位信号的低有效在顶层放置反相器可以被吸收到IOB中。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

下面细说原因

先比较一下同步复位和异步复位的区别:

首先是同步复位,同步的控制信号包括同步置位/复位和使能,可以被吸收到LUT中,目的是为了防止控制集不同的LUT不能被综合到同一个slice中,这样虽然提高了了LUT的使用率,却降低了slice的使用率,得不偿失。

控制信号扇出不大于16的情况都可以尽可能的被吸收到同一个slice的LUT中去,在vivado中可以使用control_set_opt_threshold进行设置。

同步复位

always @(posedge I_sys_clk)

begin

if(I_rst)

begin

OUT1 《= 0;

end

else

begin

OUT1 《= &{a1,a2,a3,a4,a5,a6};

end

end

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

控制集优化为2时,可以看出复位信号中插入了LUT,但是由于在同一个slice中,使用造成的延时并不显著。注意对于扇出大的信号比如全局复位来说,这种控制集优化是不起作用的。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

控制集合优化为0时,可以看出不会使用多于的LUT逻辑。

异步复位

always @(posedge I_sys_clk or posedge I_rst)

begin

if(I_rst)

begin

OUT1 《= 0;

end

else

begin

OUT1 《= &{a1,a2,a3,a4,a5,a6};

end

end

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

异步复位跟没有使用控制集综合出的结果相同,可以看出不会使用额外的LUT逻辑。

分析Recovery/Removal

异步复位有Recover TIme 和Remove TIme 的风险,也就是说recovery TIme和removal TIme都是检查异步信号(reset或preset或set)的释放沿,释放沿必须在时钟沿前面提前recovery time释放,或者在时钟沿后removal time之后释放。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

顺便简单分析一下setup/hold,对于同一个时钟,肯定满足data_path》clk_path,而hold的要求很小,所以肯定满足。当data_path过长时,setup可能不满足。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

假如不作同步的复位信号,那么recovery/removal都有可能不满足。

再考虑被本地时钟同步后的recovery/removal,同理复位信号对removal的时间要求很小,同步后的复位信号的延迟就能满足removal。由于设计中的全局复位信号一般有很大的扇出,布线的延时会很严重,因此recovery的要求变得严格。最好采用全局布线资源如BUFG,尽量用局部复位或者避免使用复位。

因此不管是同步复位还是异步复位,都要使用同步后的复位信号。复位信号进来后先用本地时钟打两拍。在多个时钟域的时候注意是本地时钟,不是全局时钟。并在rtl中注明是异步寄存器,使得综合工具把简单同步器综合在同一个slice中以减少延时,提高MTBF。

(* ASYNC_REG = “TRUE” *) (* keep = “true” *)reg system_reset_r;

(* ASYNC_REG = “TRUE” *) (* keep = “true” *)reg system_reset_r2;

综合的结果如图,同步化的异步复位。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

2. 特殊资源的复位

使用xilinx 原语SRL16、SRL32、LUTRAM

由于是利用LUT完成的上述功能,没有复位接口。只能依靠 GSR方法来完成,不能使用复位。因此,在为以上这些资源编写代码时,应注意避免在编码中使用复位,以此来保证综合工具综合出相应的电路。

使用复位信号

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

没有使用复位信号,可以看出综合工具自动把输入和输出寄存化,以满足更好的时序。

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

使用DSP48E1或BRAM

使用同步复位可以允许综合工具使用 DSP48E1或BRAM等专用资源内部的寄存器。这样能够改善设计中相应部分的器件总体使用率和性能,同时降低总体功耗。

下面以18X18的乘法器为例

同步复位

module multi_18x18(

input I_rst ,

input I_sys_clk ,

input [17:0]I_data1 ,

input [17:0]I_data2 ,

output reg [35:0] O_data

);

reg[17:0]R_data1,R_data2;

always @(posedge I_sys_clk)

begin

if(I_rst)

begin

R_data1 《= 18‘d0;

end

else

begin

R_data1 《= I_data1;

end

end

always @(posedge I_sys_clk)

begin

if(I_rst)

begin

R_data2 《= 18’d0;

end

else

begin

R_data2 《= I_data2;

end

end

always @(posedge I_sys_clk)

begin

if(I_rst)

begin

O_data 《= 36‘d0;

end

else

begin

O_data 《= R_data1*R_data2;

end

end

endmodule

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

异步复位,可以看出多使用了35个FF和18个LUT

Xilinx FPGA的同步复位和异步复位

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采用低电压运作的新式 FPGA 和服务器对于细微的电源电压下降很敏感。这种压降可能是以下因素综合作用...

发表于 2018-06-28 12:13 ? 295次阅读
 LT3070:为FPGA和服务器应用设计的稳压...

关于基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相...

鉴相技术是电力电子系统和测试控制中的关键技术之一,在仪器仪表、通信、导航定位、研究网络相频特性和锁相...

发表于 2018-06-28 11:53 ? 375次阅读
关于基于FPGA的可消除高频非线性的动态分频鉴相...

基于Xilinx 16nm Virtex Ult...

基于Xilinx 16nm Virtex UltraScale+ 器件VU9P的异构计算实例F3在阿...

发表于 2018-06-28 09:57 ? 719次阅读
基于Xilinx 16nm Virtex Ult...

基于FPGA的图像加速解决方案

百度云云市场从产品、技术、客户资源等多渠道,开放资源与能力,引入第三方合作伙伴,与合作伙伴深度合作,...

发表于 2018-06-28 09:51 ? 1120次阅读
基于FPGA的图像加速解决方案

关于 LTM4643 的特性介绍与应用

LTM4643 是一款四输出降压型 μModule? (电源??? 稳压器,该器件可配置为单输出 (...

发表于 2018-06-28 04:14 ? 530次阅读
关于 LTM4643 的特性介绍与应用

FPGA系统中三种方式减少亚稳态的产生

在FPGA系统中,如果数据传输中不满足触发器的Tsu和Th不满足,或者复位过程中复位信号的释放相对于...

发表于 2018-06-27 10:11 ? 133次阅读
FPGA系统中三种方式减少亚稳态的产生

FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

UFDM建议正确的HDL coding风格来满足目标器件,讨论时序约束和时序收敛。正确的IO约束,I...

发表于 2018-06-27 09:50 ? 79次阅读
FPGA设计的“三个代表”:Ultrafastd...

便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

该系统的监控端采用了基于CortexA8系列的ARM处理器,该处理器同时兼顾了成本与性能的要求,可设...

发表于 2018-06-27 09:15 ? 95次阅读
便携式GNSS导航信号采集回放系统,可编写针对K...

DCI是什么?Xilinx 7系列FPGA的HP...

Xilinx 7系列FPGA的HP bank都支持DCI,目的是在高速单板信号传输中保持信号完整性,...

发表于 2018-06-27 09:11 ? 77次阅读
DCI是什么?Xilinx 7系列FPGA的HP...

关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

项目设计初期会选型,工程师根据资源、IO、硬核、IP等选择对应型号的FPGA。功耗部分xilinx提...

发表于 2018-06-27 09:05 ? 81次阅读
关于FPGA的功耗评估需要知道些什么

新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

物联网(IoT)的规模和复杂性不断上升,对主动的强化安全措施的需求日益增加。仅利用软件安全功能已经不...

发表于 2018-06-27 08:31 ? 94次阅读
新一代SoC FPGA提供系统可信根,防止关键数...

关于嵌入式FPGA的内容详解

换句话说,eFPGA是一种数字可重构结构,由可编程互连中的可编程逻辑组成,通常表现为矩形阵列,数据...

发表于 2018-06-25 17:51 ? 179次阅读
关于嵌入式FPGA的内容详解

FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

我们写软件程序的时候,习惯了给函数很多参数作为条件,根据参数内容执行函数的操作。FPGA做计算就不希...

发表于 2018-06-25 16:46 ? 580次阅读
FPGA需要跑多快?影响FPGA计算性能的几大因...

为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

计算密集型任务的例子包括矩阵运算、图像处理、机器学习、压缩、非对称加密、Bing 搜索的排序等。这类...

发表于 2018-06-25 16:02 ? 615次阅读
为什么使用FPGA?FPGA为什么比GPU的延迟...

关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

高性能的模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)被广泛应用于通信、仪器...

发表于 2018-06-25 11:45 ? 454次阅读
关于基于4通道时间交织的FPGA高速采样系统的设...

关于光电扫描测量网络信号采集??榈纳杓?/a>

基于光电扫描的坐标定位系统是近年来新兴的一种坐标测量方法,具有精确度高、不易受周围环境干扰等优点,因...

发表于 2018-06-25 11:35 ? 375次阅读
关于光电扫描测量网络信号采集??榈纳杓? /></a>
                </div><div class=

关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

AIS系统是一种船舶交通信息交换系统,船载AIS设备不断发送自身信息,如航向、吨位等,用以领航调度、...

发表于 2018-06-25 11:13 ? 373次阅读
关于带通采样星载AIS非相干接收机的FPGA实现

FPGA约束的详细介绍

介绍FPGA约束原理,理解约束的目的为设计服务,是为了保证设计满足时序要求,指导FPGA工具进行综合...

发表于 2018-06-25 09:14 ? 150次阅读
FPGA约束的详细介绍

SDSoC开发环境给开发机器视觉系统提供的优势

开发机器视觉系统通常需要大量的时间来设计能执行所有重要图像采集及处理功能的电子产品。通常需要两年多的...

发表于 2018-06-25 08:43 ? 106次阅读
SDSoC开发环境给开发机器视觉系统提供的优势

面向数据包处理的Xilinx智能解决方案

在开放式协作服务爆炸性增长以及移动和社交网络不断发展的推动下,结合智能设备的普及以及不同服务供应商和...

发表于 2018-06-22 15:13 ? 99次阅读
面向数据包处理的Xilinx智能解决方案

NGcodec谈FPGA编码在HEVC和AV1上...

随着HEVC、AV1等更复杂算法的Codec份额逐步增长,实现高质量视频编解码需要硬件支持,软件的方...

发表于 2018-06-22 15:01 ? 113次阅读
NGcodec谈FPGA编码在HEVC和AV1上...

Xilinx FPGA对数字信号处理的性能

Xilinx FPGA 可提供卓越的数字信号处理 (DSP) 性能,能够满足音频处理、接口、压缩、嵌...

发表于 2018-06-22 14:57 ? 93次阅读
Xilinx FPGA对数字信号处理的性能

分布式算法是一项重要的FPGA技术

式中:xb(n) 表示第n个数据的第b位。由于x(n)为有限位数据,且xb(n)的取值为[0,1],...

发表于 2018-06-22 14:53 ? 526次阅读
分布式算法是一项重要的FPGA技术
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  • 从朝美的对话和双方表现的诚意来看,形势正向好的方向发展。这应了中国那句解铃还需系铃人的老话,只有当事国之间的直接对话才能真正解决问题,其它都是弯路。 2018-12-16
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