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FPGA中Retiming原理是什么

發(fā)布時(shí)間：2021-12-30 15:47:21 來源：億速云 閱讀：1293 作者：iii 欄目：互聯(lián)網(wǎng)科技

本篇內(nèi)容介紹了“FPGA中Retiming原理是什么”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

1 Retiming的定義

重定時(shí)（Retiming）是一種時(shí)序優(yōu)化技術(shù)，用在不影響電路輸入/輸出行為的情況下跨組合邏輯寄存器從而提高設(shè)計(jì)性能。 

2 Retiming的目的

Retiming就是重新調(diào)整時(shí)序，例如電路中遇到復(fù)雜的組合邏輯，延遲過大，電路時(shí)序不滿足，這個(gè)時(shí)候采用流水線技術(shù)，在組合邏輯中插入寄存器加流水線，進(jìn)行操作，面積換速度思想。

FPGA中Retiming原理是什么  
 

3 Retiming原理

我們知道任何的數(shù)字電路都可以等效成組合邏輯加D觸發(fā)器打拍，兩個(gè)D觸發(fā)器之間的組合邏輯路徑?jīng)Q定了，系統(tǒng)的工作頻率，決定芯片的性能。所以為了提高芯片的工作頻率，使用流水線技術(shù)在組合邏輯中插入寄存器。

FPGA中Retiming原理是什么  

插入寄存器的位置需要慎重選擇，不同的位置數(shù)據(jù)的打拍所消耗的寄存器的數(shù)量也不同，比方說你在位置a消耗25bit寄存器，位置b消耗20bit寄存器，能省則省。  
 
FPGA中Retiming原理是什么  

前面插入寄存器的位置使得comb1的延遲為30ns，comb2的延遲為10ns，系統(tǒng)的最高工作頻率是由最長路徑?jīng)Q定的。也就是說你這個(gè)系統(tǒng)最高工作頻率的周期，不小于30ns，前面是插入pipeline，這個(gè)時(shí)候我們不改變時(shí)序，采用重定時(shí)技術(shù)，使得各個(gè)組合邏輯之間的延遲相當(dāng)。      

4 Vivado與Retiming

在Vivado 綜合操作中有兩種方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重定時(shí)（全局定時(shí)器），全局重定時(shí)是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)而言的，基于設(shè)計(jì)時(shí)的時(shí)序要求優(yōu)化大型組合邏輯結(jié)構(gòu)中的寄存器設(shè)計(jì)。
這種方式需要分析設(shè)計(jì)中的所有邏輯，優(yōu)化最壞路徑情況下的寄存器從而使整體設(shè)計(jì)反應(yīng)速度更快。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)必須在.xdc文件中規(guī)定準(zhǔn)確的時(shí)間限制。在synth_design或Vivado GUI綜合設(shè)置下通過-retiming命令啟用全局重定時(shí)，此外該特性還可以與合成中的BLOCK_SYNTH特性一起用于設(shè)計(jì)中的特定模塊。

FPGA中Retiming原理是什么  

局部重定時(shí)是指用戶明確告訴工具使用retiming_forward、retiming_backward RTL屬性時(shí)需要執(zhí)行的重定時(shí)邏輯。執(zhí)行局部重定時(shí)操作是應(yīng)該要小心，因?yàn)樗皇怯?jì)時(shí)器驅(qū)動(dòng)的，而是工具將完全按照用戶要求去執(zhí)行。如下圖所示（UG901）  
 
FPGA中Retiming原理是什么  

如果是retiming_forward，只需要將(*retiming_backward = 1 *) reg my_sig;修改為(*retiming_forward = 1 *) reg my_sig;  
注意以下情況下不能進(jìn)行Retiming操作：    

  1. 寄存器時(shí)序異常（多循環(huán)路徑、錯(cuò)誤的路徑、最大延遲路徑）

  2. 寄存器的類型屬性不能改變（DONT_TOUCH, MARK_DEBUG）

  3. 采用不同控制級(jí)的寄存器

“FPGA中Retiming原理是什么”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！

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