RTL设计考虑的因素:速度和面积。
速度是芯片在稳定运行时所能达到的最高频率,这个频率由设计的时序决定,时序余量大则频率高,面积则容易理解,一般可以理解为ASIC中器件面积、门数或者FPGA中消耗的硬件资源数量。
速度快(时序余量大)的好处:设计的鲁棒性更强;整个系统的质量更有保证
消耗的面积小的好处:主要体现在成本方面。
面积速度互换的方法:
1、 串并转换。一般实现相同的功能,串行数据处理模块面积小,速度慢;并行数据处理模块面积大,速度快。例子如下图。
2、 乒乓操作
核心是缓冲数据的模块分为几个部分。假如分为两部分,另加一个2选1数据流选择单元。原理是外部数据送入数据缓冲模块1时,数据缓冲模块2中的数据可以送到数据处理模块进行处理。站在这个模块的两端看数据,可以看出输入数据流和输出数据流都是连续不断的,没有任何停顿,因此非常适合对数据流进行流水线式处理。原理图如下图。
乒乓操作的第二个优点是可以节约缓冲区空间,如WCDMA基带应用。
巧妙运用乒乓操作可以实现低速模块处理高速数据流的效果。如下图。
3、 流水线(Pipeline)
流水线的参数设计中,系统时钟取决于最慢的流水线级的延时。
特点:1、通过插入寄存器,将长的串行逻辑链分成较小的部分。
2、当系统运算是串行的时候,利用时钟控制,使运算依照顺序进行。
3、在任何给定时刻,大部分电路都在工作
好处:1、每一部分的延时较小,可以使用更快的时钟
2、大部分电路同时进行运算,可以提高数据通过量。
流水线分割点及级数的确定要考虑的因素:
1、 单元延迟时间及时钟频率的大小决定了数据通过速率
2、 过多的级数不一定能产生最快的结果;
3、 太多寄存器的插入会导致芯片面积增加,布线困难,时钟偏差增加。
原文:https://www.cnblogs.com/ICdigitallearner/p/12266973.html