探讨FPGA设计中的关键问题.pdf

通 往 电潦 术 2017年1月25日第34卷第1期 TelecomPowerTechnology ! ．垄 ． _． doi：10．19399／j．cnki．tpt．2017．01．030 溅 探讨 FPGA设计 中的关键 问题 肖 军 (大连东软信息学院 电子工程系，辽宁 大连 116023) 摘要：在数字电路设计过程中，人们经常需要考虑到竞争和冒险等各种现象带来的设计问题。尤其是在采用FPGA 器件之后，由于设计中存在的跨时钟域导致设计出现亚稳态现象，对整个系统的性能以及系统本身的稳定性造成 了严重 的影响。为了改善系统的稳定性，对各种干扰因素进行有效抑制，需要对设计中的时钟、毛刺以及时延等各种问题进行分 析，文章就此展开研究与论述，提出相应的解决策略。 关键词 ：FPGA；设计 ；关键 问题 DiscussionontheKeyProblemsinFPGADesign XIAOJun (Dept．ofElectronicEngineering，DalianNeusoftInstituteofInformation，Dalian116023，China) Abstract：In theprocessofdigitalcircuitdesign，peopleoftenneedtOtake intoaccountthedesignproblem that broughtbycompetitionadventureandotherphenomena．EspeciallyaftertheFPGA deviceisadopted，themetastablestate ofthedesigniscausedbythecrossclockdomaininthedesign，whichhasaseriousimpactontheperformanceofthewhole system andthestabilityofthesystem itselL Inordertoimprovethestabilityofthesystem andeffectivelysuppressvarious interferencefactors，weneedtOanalyzetheclock，glitchandtimedelayinthedesign，andthenputforwardthecorrespond— ingsolutions． Keywords：FPGA；design；keyproblem 随着科学技术的发展，尤其是半导体技术的发展， 预期功能之间的差异性 。 使得现场可编程 门阵列(FPGA)计算能力以及可靠性 1．2 毛刺信号问题的产生 都有了不同程度的提升。这种可编程序具有高度灵活 毛刺现象是FPGA设计过程 中常见的问题，对数 的用户现场编程功能，同时还具有灵活的反复改写功 字系统的有效性以及可靠性会造成严重的影响。这种 能优势，在数字电路设计领域中受到人们的广泛关注。 问题产生的原因是信号在 FPGA的内部走线产生的 但是利用 FPGA进行设计时会遇到很多问题 ，教材中 延误，或者是信号通过 FPGA逻辑单元时就会产生延 往往对于这些问题没有给出具体的处理方法，从而给 误。由于组合逻辑单元 中的多路信号不可能同时达 初学者带来较多的困难。 到，输 出信号就会随着输入信号出现不同程度的变化， 经过一定时间后信号就会达到原来期望的状态，在此 1 FPGA设计中的关键 问题 过程中就会产生小的寄生毛刺信号，对 电路的输出正 1．1 跨时钟域引起的亚稳态问题