FPGA综合优化

1 速度与面积

在综合层次速度和面积的优化将实现RTL将要利用的逻辑拓扑。对于ＦＰＧＡ来讲由于缺少后端知识，综合工具将主要执行门级优化。一般情况下更高的速度要求更高的并行性以及更大的面积，但是在某些特殊情况下并不是这样。因为FPGA的布局布线具有二阶效应。直到布局布线完成，工具才会知道器件的拥堵或者布线的困难，但是这时实际逻辑拓扑已经被提交，如果我们的优化选项设置为速度，那么当实现后器件过于拥挤而无法布局布线时，布局布线工具进而会产生附加逻辑，从而是实际速度更慢。因此当FPGA的资源利用率接近100%时进行面积的优化将获得更快的速度。

2 利用综合工具提供的资源共享选项，可以实现一些互不相容的而且类似的操作，某些时候可能会降低面积，例如

assign outdata=isel?idata1+idata2:idat2+idata3; 没有设置资源共享选项时实现如下：



打开资源共享设置后：



3 流水线、重新定时和寄存器平衡

a 寄存器平衡不应该用于非关键路径。

b 带有不同复位类型的相邻触发器会阻止寄存器平衡。

c 约束重新同步寄存器，使其不被其他寄存器平衡影响。

4 有限状态机的编译

  采用标准编码的状态机会被编译器识别并且重新优化。

  对于状态机，驱动异步输出时应该采用格雷码，格雷码产生如下图所示：





编译器会自动去除无用的状态，如果要求安全就别很高，打开安全模式，无效的状态产生时将会产生一个复位信号。

5 黑匣子，黑匣子被放在优化模块的网表或者布局图的坐席。它包含在实现流程中的较后的设计总。如果要求黑匣子时应该给出I/O的时序模型。

6物理综合提供综合和布局图之间的紧密联系。