FPGA设计的四个基本原则

FPGA设计的4个基本原则，王诚

FPGA设计的四个基本原则

王诚、莫毅群、周海涛、钟信潮
摘要：本文讨论了FPGA/CPLD设计的四个基本原则：面积和速度的平衡互换原则、硬件原
则、系统原则、同步设计原则等。这些原则都是FPGA/CPLD逻辑设计的内在规律的体现，
希望通过本文，能够引起大家对FPGA/CPLD设计规律的讨论与探索。

关键词：FPGA 面积和速度的平衡互换原则 硬件原则 系统原则 同步设计原则

本文简单讨论一下FPGA/CPLD设计的四个基本原则。FPGA/CPLD设计的基本原则是一个
非常大的问题，不可能面面俱到，在此只能对常用的一些设计基本原则与方法提纲携领
地加以介绍，希望引起同事们的注意，如果大家能有意识的用这些原则指导日后的工作
，不断积累和充实自己，将取得事半功倍的效果！
本文主要内容如下：
• 基本原则之一：面积和速度的平衡与互换；
• 基本原则之二：硬件原则；
• 基本原则之三：系统原则；
• 基本原则之四：同步设计原则；

1 基本原则之一：面积和速度的平衡与互换

这里“面积”指一个设计消耗FPGA/CPLD的逻辑资源的数量，对于FPGA可以用所消耗的
触发器（FF）和查找表（LUT）来衡量，更一般的衡量方式可以用设计所占用的等价逻辑
门数。“速度”指设计在芯片上稳定运行，所能够达到的最高频率，这个频率由设计的时
序状况决定，和设计满足的时钟周期，PAD to PAD Time，Clock Setup Time，Clock
Hold Time，Clock-to-Output
Delay等众多时序特征量