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利用 FPGA 實(shí)現(xiàn)大型設(shè)計時，可能需要FPGA 具有以多個時鐘運(yùn)行的多重數(shù)據(jù)通路，這種多時鐘FPGA 設(shè)計必須特別小心，需要注意最大時鐘速率、抖動、最大時鐘數(shù)、異步時鐘設(shè)計和時鐘/數(shù)據(jù)關(guān)系。設(shè)計過程中最重要的一步是確定要用多少個不同的時鐘，以及如何進(jìn)行布線，本文將對這些設(shè)計策略深入闡述。
FPGA 設(shè)計的第一步是決定需要什么樣的時鐘速率，設(shè)計中最快的時鐘將確定FPGA 必須能處理的時鐘速率。最快時鐘速率由設(shè)計中兩個觸發(fā)器之間一個信號的傳輸時間P 來決定，如果P 大于時鐘周期T，則當(dāng)信號在一個觸發(fā)器上改變后，在下一個邏輯級上將不會改變，直到兩個時鐘周期以后才改變，如圖1 所示。
傳輸時間為信號在第一個觸發(fā)器輸出處所需的保持時間加上兩級之間的任何組合邏輯的延遲，再加兩級之間的布線延遲以及信號進(jìn)入第二級觸發(fā)器的設(shè)置時間。無論時鐘速率為多少，每一個FPGA 設(shè)計所用的時鐘必須具有低抖動特性。抖動S 是觸發(fā)器的一個時鐘輸入到另一個觸發(fā)器的時鐘輸入之間的最大延遲。為使電路正常工作，抖動必須小于兩個觸發(fā)器之間的傳輸時間。
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