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AMD FPGA设计优化宝典:面向Vivado/SystemVerilog

AMD FPGA设计优化宝典:面向Vivado/SystemVerilog

定 价:¥125.00

作 者: 高亚军
出版社: 电子工业出版社
丛编项:
标 签: 暂缺

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ISBN: 9787121457258 出版时间: 2023-06-01 包装: 平塑
开本: 页数: 字数:  

内容简介

  本书以Xilinx公司 7系列FPGA、UltraScale/UltraScale+和Versal ACAP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。

作者简介

  高亚军,FPGA 技术分享者、设计优化和时序收敛专家、Vivado 工具使用专家、数字信号处理专家,现任Xilinx 资深战略应用工程师。多年来一直使用Xilinx FPGA 实现数字信号处理算法,对Xilinx FPGA 器件架构、开发工具Vivado、Vitis HLS 和Vitis ModelComposer 及设计理念有深厚的理论基础和实战经验。主要著作:2011 年出版《基于FPGA 的数字信号处理》 ;2012 年发布网络视频课程《Vivado 入门与提高》 ;2015 年出版《基于FPGA 的数字信号处理(第2 版)》 ;2016 年出版《Vivado 从此开始(基础篇)》 ;2016 年发布网络视频课程《跟Xilinx SAE 学HLS》 ;2020 年出版《Vivado 从此开始(进阶篇)》 ;2021 年出版《Vivado/Tcl 零基础入门与案例实战》 。2018 年创建FPGA 技术分享公众号“FPGA 技术驿站”。每周更新一篇原创文章,累计发表原创文章380 余篇,获得大量粉丝的认可和称赞。

图书目录

第1 章 FPGA 技术分析/ 1
1.1 芯片架构的演变 / 1
1.2 设计方法的演变 / 15
1.3 面临的挑战 / 20
1.4 四大基本原则 / 23
1.5 性能指标 / 29
1.6 思考空间 / 31

第2 章 优化时钟网络/33
2.1 时钟资源 / 33
2.2 时钟偏移 / 55
2.3 时钟抖动 / 68
2.4 安全的时钟启动方式 / 75
2.5 时钟规划 / 79
2.6 创建输出时钟 / 84
2.7 思考空间 / 84

第3 章 优化组合逻辑/86
3.1 组合逻辑资源 / 86
3.2 译码器代码风格 / 87
3.3 编码器代码风格 / 94
3.4 多路复用器代码风格 / 103
3.5 多路解复用器代码风格 / 116
3.6 比较器代码风格 / 118
3.7 移位器代码风格 / 130
3.8 加法器代码风格 / 135
3.9 奇偶校验电路代码风格 / 163
3.10 二进制码与格雷码互转电路代码风格 / 165
3.11 避免组合逻辑环路 / 168
3.12 慎用full_case 和parallel_case / 169
3.13 思考空间 / 175

第4 章 优化触发器/ 176
4.1 触发器资源 / 176
4.2 建立时间和保持时间 / 183
4.3 亚稳态 / 185
4.4 控制集 / 188
4.5 复位信号的代码风格 / 194
4.6 同步边沿检测电路代码风格 / 204
4.7 串并互转电路代码风格 / 206
4.8 避免意外生成的锁存器 / 211
4.9 思考空间 / 216

第5 章 优化移位寄存器/ / 218
5.1 移位寄存器资源 / 218
5.2 移位寄存器的代码风格 / 222
5.3 移位寄存器的应用场景 / 234
5.4 管理时序路径上的移位寄存器 / 236
5.5 思考空间 / 240

第6 章 优化存储器/ 242
6.1 存储器资源 / 242
6.2 单端口RAM 代码风格 / 255
6.3 简单双端口RAM 代码风格 / 269
6.4 真双端口RAM 代码风格 / 277
6.5 RAM 的初始化与ROM 代码风格 / 284
6.6 同步FIFO 代码风格 / 289
6.7 异步FIFO 代码风格 / 302
6.8 平衡Block RAM 的功耗与性能 / 310
6.9 异构RAM / 312
6.10 以IP 方式使用RAM 和FIFO / 312
6.11 以XPM 方式使用RAM 和FIFO / 319
6.12 管理时序路径上的Block RAM 和UltraRAM / 322
6.13 思考空间 / 328

第7 章 优化乘加运算单元/ / 330
7.1 乘加器资源 / 330
7.2 以乘法为核心运算的代码风格 / 337
7.3 复数乘法运算代码风格 / 363
7.4 向量内积代码风格 / 377
7.5 以加法为核心运算的电路结构 / 379
7.6 管理时序路径上的乘加器 / 384
7.7 思考空间 / 385

第8 章 优化状态机/ 386
8.1 基本概念 / 386
8.2 状态机代码风格 / 388
8.3 状态编码方式 / 409
8.4 基于ROM 的控制器 / 413
8.5 思考空间 / 414

第9章 优化扇出/ 416
9.1 生成扇出报告 / 416
9.2 利用设计流程降低扇出 / 418
9.3 利用约束降低扇出 / 420
9.4 从代码层面降低扇出 / 424
9.5 改善扇出的正确流程 / 424
9.6 思考空间 / 425

第10 章 优化布线拥塞/ 426
10.1 布线拥塞的三种类型 / 426
10.2 利用设计流程改善布线拥塞 / 428
10.3 利用约束缓解布线拥塞 / 430
10.4 从代码层面降低布线拥塞程度 / 431
10.5 缓解布线拥塞的正确流程 / 431
10.6 思考空间 / 432

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