原创 【博客大赛】Altera FPGA优化技术-资源的优化

Altera FPGA优化技术-资源的优化

KevinWan

HDL代码优化

模块时分复用

模块时分复用解决面积的问题，达到节省资源的目的。

比如分时复用乘法器，在一个系统的主时钟下，分很多时隙，每个时隙条用同一个乘法器，这样就可以复用乘法器了。

改变状态机编码方式

不同的编码方式对寄存器和状态机的性能都有影响，改变状态机的编码方式也是代码优化的一个有效的方式。

改变实现形式

相同的功能，不同的代码会利用不同的资源，所以考虑不同的实现方式也是资源优化的一种方式。

比如使用专用的资源实现DSP、RAM的模块。

逻辑综合优化

放宽时钟约束

时钟过约束会造成资源的大量使用，有时会造成局部设计的性能的下降，影响整个的Fmax。

放宽扇出的限制

这样会让综合工具尽量减小逻辑复制。

忽略最大Fan out的限制

也可以在Assignment Editor里设置最大的Fan out的具体的值，可以设置的很大。

采用资源共享

可以采用DSP等模块的复用

忽略相关的LCELL以及相关的寄存器和Buffer

状态机的编码方式

较大的状态机采用二进制顺序编码或者格雷码，可以获得最优的面积优化。

在Analisis&Synthesis Settings的More Settings里：

打平设计的层次结构

使得模块边界充分优化。

QuartusII中优化选项

n  采用QuartusII中的Optimization Technique中的Area面积优化选项，达到目的优化。

n  采用QuartusII中的资源分配选项：

Ø  Auto DSP Block Replacement : 自动决定是否用DSP模块资源替代设计中的同等功能模块

Ø  Auto RAM Replacement : 自动决定是否用RAM模块资源替代设计中的同等功能模块

Ø  Auto ROM Replacement : 自动决定是否用ROM模块资源替代设计中的同等功能模块

Ø  Auto RAM Block Balancing : 自动决定采用哪一种RAM块类型

Ø  Auto Shift Register Replacement : 自动决定是否替代逻辑中的移位寄存器

Ø  DSP Black Balancing : DSP功能实现的资源分配方式

n  采用QuartusII中的资源优化选项

Ø  Auto Resource Sharing ：资源共享，节省面积

Ø  Remove Duplicate Logic ：去除复制的逻辑

Ø  Remove Duplicate Registers ：去除复制的寄存器

Ø  Remove Redundant Logic Cells ：去除多余的逻辑单元

网表面积优化

网表主要是提供给第三方去作为设计的输入，QuartusII工具可以对输入的网表做优化。

在第三方的综合工具输入的网表中，逻辑功能一般以Altera的基本原语（Primitives）为单位来描述，这些原语包括Altera的基本单元，这些原语成为“所见即所得原语”（WYSIWYG Primitive），也称为“ATOMS”。

       Altera把打包和解包的过程成为“WYSIWYG原语再综合”。

寄存器打包

在QuartusII工具的布局布线时，工具可以把寄存器和设计中的其他部分进行打包封装，这样可以节省逻辑单元的使用，达到优化面积的效果。

例如：使用DSP或者RAM块的时候，他们本身输入输出都是有寄存器的，如果外面再加上寄存器作为流水线的话，可以设置寄存器打包，把外面的寄存器和DSP块作为一个整体进行打包操作。

在Fitter Setting/More Setting/Auto Packed Registers选择不同的类型：

在Assignment Editor中可以进行局部的设置：