AMD FPGA设计优化宝典：面向Vivado/SystemVerilog

图书标准信息

• 作者 高亚军
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-06
• 版次 1
• ISBN 9787121457258
• 定价 125.00元
• 装帧 其他
• 页数 440页

【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。

【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