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電子工程師經驗:FPGA設計風格須知

作者: 時間:2012-09-04 來源:網絡 收藏

  always @ (a or c) always @ (a or b or c)

  begin begin

  d1 = a c; d1 = a c;

  d2 = b | c; d2 = b | c;

  end end

  糟糕的風格 良好的風格

  此例的糟糕風格代碼中,仿真模型中過程快只對數(shù)據(jù)a、c敏感,而忽略了b,但在綜合模型中綜合結果是對a、b、c都敏感的,兩者的差異會導致仿真結果與綜合結果有可能不一致。分析如下:

  當數(shù)據(jù)c與a、b同步(有固定的相位差),且c的變化頻率平穩(wěn)且大于或等于a、b時則仿真結果與綜合結果是一致的,否則,就會造成仿真結果的錯誤,誤導我們對設計做出錯誤的判斷

  8、 代碼中避免使用*、/等復雜的數(shù)學運算,在運算雙目中數(shù)據(jù)較大時,速度就會很慢,導致關鍵路徑,因而一般采用定制內核方式,實現(xiàn)上述的復雜運算。

  9、 一個過程塊中只包括相關信號的操作,如示例代碼(15)

  always @ () always @ ()

  begin begin

  //... //...

  test1 = test0; test1 = test0;

  test3 = test2; end

  end always @ ()

  begin

  //...

  test3 = test2;

  end

  糟糕的風格 良好的風格

  10、 在FPAG中,所有時鐘,以及高負載信號應約束到全局時鐘管腳

  11、 在FPAG中,禁止使用門控時鐘(示例代碼16)、行波時鐘

  assign clk50m_ctl = clk_50m_en clk50m;或

  always @ (posedge clk50m)

  begin

  clk50m_ctl = clk_50m_en clk50m;

  end

  示例代碼16 門控時鐘

  12、 在中如果需要對時鐘分頻,必須采用 自帶PLL(Altera)/DLL(Xilinx)進行分頻

  13、 禁止在例化時的端口連接上使用組合邏輯

  14、 所有pin腳輸入數(shù)據(jù)必須經過一級寄存,濾除毛刺,確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性以及保證建立時間(Tst)

  15、 所有pin腳輸出數(shù)據(jù)必須經過一級寄存,確保下游器件的數(shù)據(jù)保持時間Th頂層只允許存在例化,不允許有功能代碼

五.強烈建議

  1、 聲明多位的變量(寄存器)時,使用由高到的的方式:reg [31:0] addr;

  2、 聲明寄存器組時,寄存器的位數(shù)由高到低,維數(shù)由低到高: reg [32-1:0] mem [0:15]

  3、 if -else嵌套不超過7層,case語句要有保護語句default

  4、 在verilog語法中, if...else if ... else 語句是有優(yōu)先級的,一般說來第一個if的優(yōu)先級最高,最后一個else的優(yōu)先級最低。如果描述一個編碼器,在XILINX的XST綜合參數(shù)就有一個關于優(yōu)先級編碼器硬件原語句的選項Priority Encoder Extraction.而case語句是平行的結構,所有的case的條件和執(zhí)行都沒有“優(yōu)先級”。而建立優(yōu)先級結構會消耗大量的組合邏輯,所以如果能夠使用case語句的地方,盡量使用case替換if...else結構。

  5、 在無明確要生成鎖存器時,要寫完整的選擇分支,避免產生鎖存器

  6、 采用2段式或3段式FSM做設計,盡量避免采用1段式

  7、 建議模塊所有輸入信號經過一級寄存器,縮短組合邏輯路徑

  8、 一行程序以小于80 字符為宜,不要寫得過長

  在例化時(即不同模塊的端口綁定),盡量使用名字關聯(lián),不要使用位置聯(lián)。這樣有利于調試和增加代碼的易讀性。

  六.推薦使用

  1、 盡量使用無路徑的“include”命令行; HDL應當與環(huán)境無關,如示例代碼(17):

  `include “../mem_map.inc” `include “mem_map.inc”

  示例代碼15 糟糕的風格 示例代碼15良好的風格

  2、 在不同的層級上使用統(tǒng)一的信號名;容易跟蹤信號,網表調試也容易

  3、在頂層文件模塊中,在開始的時間標度命令中寫 “timescale 1ns/10ps”; 子模塊就不要寫了。便于統(tǒng)一修改。綜合時,也容易注釋掉。

【編輯總結】:好了,說到這里,想必大家對我們的設計風格和必知事項已經有了一定的了解了。學以致用,那么接下來的話,就要將這些規(guī)則應用到我們的實踐之中。希望感興趣的你們在看完這篇文章后,能夠自己去實踐實踐,加深印象。


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