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探讨FPGA工作速度以及时序约束问题

探讨FPGA工作速度以及时序约束问题

小弟一直存在这样的疑惑,众FPGA厂家都是宣称其内部处理速度能到几百兆,如A公司的EP2S系列,在其datasheet(Stratix II Device Handbook, August 2006)中,第180页列举了些Performance:8-bit, 1024-point,quadrant output, four parallel FFT engines,burst, three multipliers and five adders FFT function,在Speed Grade 为-3 -4 -5的速度分别能达到:334.11 MHz 308.54 MHz和 276.31 MHz。当然,这也是个不小的设计,7385的ALUT资源消耗,DSP的消耗也为36个。而且这应当特指调用A公司的IP core时,这很好,很强大。然而,当我自己做设计时,却往往发现根本就不能跑到这样的速度,即使是做更小的设计。当然,当芯片的使用超过80%的时候,速度就更不说,电路能工作起来就算不错了,至于消除时序报警,那就更无奢望了。
近来在使用A公司的EP2S60, Speed Grade 为4,新近一个项目也马上就要使用EP3SE,这让我很担心。毕竟,现在的FPGA项目设计越来越复杂,速度要求也越来越高,使用EP3SE能像手册里宣称的那样,速度提高到更高一个等级吗?为什么我自己的设计总是不能做到手册里那样的速度?举个例子来说明,例如写一个200多阶的FIR,采用并行结构,输入位数为12BITS,抽头系数也为12BITS,当然乘法器采用18*18-BIT的DSP,芯片为EP2S60 等级为4,这个设计会占芯片的30%左右资源,期望这样一个设计能跑到200多兆,但是,我发现只能做不到100兆,努力尝试各种约束,从经典时序分析再到A公司后面所支持的timequest工具,发现再不能提高了,就只有这样,不禁只有叹气,于是,我想到了LOGICLOCK,但是,这个工具,对于速度的提高用处应该不大吧?从时序报告可以看出,电路速度上不去,总的说来也就是一些特殊的时序路径跑不起速度,所谓一颗耗子屎打坏一锅汤,但是,对于这样的“不良”路径,我又将如何约束呢?我想,这便是我辈同高手最大的差别吧?希望大家以此讨论,高手不吝赐教。
另外,至今,对Qii的约束能力,仍然感觉知之甚少,这“水,到底有多深”?我如何做到像IP core一样的约束能力?迷茫,迷茫,迷茫啊!

楼主说的很不错啊,关键路径的约束决定你整个电路跑起来的速度,我也想知道,对于影响时序的关键路径的约束方法,请高手出来指点迷津啊!
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