计算机
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158千字
字数
2023-07-01
发行日期
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主编推荐语
一本面向Vivado/SystemVerilog的AMD FPGA设计优化指南。
内容简介
本书以Xilinx公司7系列FPGA、UltraScale/UltraScale+和VersalACAP内部架构为基础，介绍了与之匹配的RTL代码风格（采用SytemVerilog语言）和基于Vivado的设计分析方法。
全书共10章内容，包括了时钟网络、组合逻辑、触发器、移位寄存器、存储器、乘加运算单元和状态机的代码风格和优化方法，也包含扇出和布线拥塞的优化方法。本书可供电子工程领域内的本科高年级学生和研究生学习参考，也可供FPGA工程师和自学者参考使用。
目录
- 版权信息
- 内容简介
- 作者简介
- 前言
- 第1章 FPGA技术分析
- 1.1 芯片架构的演变
- 1.2 设计方法的演变
- 1.3 面临的挑战
- 1.4 四大基本原则
- 1.4.1 硬件原则
- 1.4.2 同步原则
- 1.4.3 流水原则
- 1.4.4 面积和速度的平衡与互换原则
- 1.5 性能指标
- 1.6 思考空间
- 第2章 优化时钟网络
- 2.1 时钟资源
- 2.1.1 7系列FPGA中的时钟资源
- 2.1.2 UlatraScale/UltraScale+中的时钟资源
- 2.1.3 Versal ACAP中的时钟资源
- 2.2 时钟偏移
- 2.3 时钟抖动
- 2.4 安全的时钟启动方式
- 2.5 时钟规划
- 2.6 创建输出时钟
- 2.7 思考空间
- 第3章 优化组合逻辑
- 3.1 组合逻辑资源
- 3.2 译码器代码风格
- 3.3 编码器代码风格
- 3.4 多路复用器代码风格
- 3.5 多路解复用器代码风格
- 3.6 比较器代码风格
- 3.7 移位器代码风格
- 3.8 加法器代码风格
- 3.9 奇偶校验电路代码风格
- 3.10 二进制码与格雷码互转电路代码风格
- 3.11 避免组合逻辑环路
- 3.12 慎用full_case和parallel_case
- 3.13 思考空间
- 第4章 优化触发器
- 4.1 触发器资源
- 4.1.1 7系列FPGA中的触发器资源
- 4.1.2 UltraScale/UltraScale+中的触发器资源
- 4.1.3 Versal ACAP中的触发器资源
- 4.2 建立时间和保持时间
- 4.3 亚稳态
- 4.4 控制集
- 4.5 复位信号的代码风格
- 4.5.1 异步复位还是同步复位
- 4.5.2 全局复位还是局部复位
- 4.5.3 是否需要上电复位
- 4.6 同步边沿检测电路代码风格
- 4.7 串并互转电路代码风格
- 4.8 避免意外生成的锁存器
- 4.9 思考空间
- 第5章 优化移位寄存器
- 5.1 移位寄存器资源
- 5.1.1 7系列FPGA中的移位寄存器资源
- 5.1.2 UltraScale/UltraScale+中的移位寄存器资源
- 5.1.3 Versal ACAP中的移位寄存器资源
- 5.2 移位寄存器的代码风格
- 5.3 移位寄存器的应用场景
- 5.4 管理时序路径上的移位寄存器
- 5.5 思考空间
- 第6章 优化存储器
- 6.1 存储器资源
- 6.1.1 分布式RAM
- 6.1.2 Block RAM
- 6.1.3 UltraRAM
- 6.2 单端口RAM代码风格
- 6.3 简单双端口RAM代码风格
- 6.4 真双端口RAM代码风格
- 6.5 RAM的初始化与ROM代码风格
- 6.6 同步FIFO代码风格
- 6.7 异步FIFO代码风格
- 6.8 平衡Block RAM的功耗与性能
- 6.9 异构RAM
- 6.10 以IP方式使用RAM和FIFO
- 6.11 以XPM方式使用RAM和FIFO
- 6.12 管理时序路径上的Block RAM和UltraRAM
- 6.13 思考空间
- 第7章 优化乘加运算单元
- 7.1 乘加器资源
- 7.1.1 7系列FPGA中的乘加器资源
- 7.1.2 UltraScale/UltraScale+中的乘加器资源
- 7.1.3 Versal ACAP中的乘加器资源
- 7.2 以乘法为核心运算的代码风格
- 7.3 复数乘法运算代码风格
- 7.4 向量内积代码风格
- 7.5 以加法为核心运算的电路结构
- 7.6 管理时序路径上的乘加器
- 7.7 思考空间
- 第8章 优化状态机
- 8.1 基本概念
- 8.2 状态机代码风格
- 8.3 状态编码方式
- 8.4 基于ROM的控制器
- 8.5 思考空间
- 第9章 优化扇出
- 9.1 生成扇出报告
- 9.2 利用设计流程降低扇出
- 9.3 利用约束降低扇出
- 9.4 从代码层面降低扇出
- 9.5 改善扇出的正确流程
- 9.6 思考空间
- 第10章 优化布线拥塞
- 10.1 布线拥塞的三种类型
- 10.2 利用设计流程改善布线拥塞
- 10.3 利用约束缓解布线拥塞
- 10.4 从代码层面降低布线拥塞程度
- 10.5 缓解布线拥塞的正确流程
- 10.6 思考空间
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出版方
电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
