发表看法:[sz20120406]信号在FPGA器件设计中存在的问题及解决

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No.60273
作者：sz20120406
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标题：sz20120406:信号在FPGA器件设计中存在的问题及解决办法
摘要：No.60273信号在FPGA器件设计中存在的问题及解决办法信号在FPGA器件设计中存在的问题及解决办法
信号在FPGA器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关。由于这两方面的因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序。它们并不是同时变化，而且往往会出现一些不正确的类峰信号，这些类峰信号称为“毛刺”。另外，FPGA器件与分立元件不同，其内部不存在寄生电容电感，这些毛刺将被完整的保留并向下一级传递，因此毛刺现象在PLD、FPGA设计中尤为突出。消除数据中的毛剌是设计中的一个重要问题。如果毛刺处理不好，就会影响系统性能甚至引起逻辑错误。本设计中消除毛剌采用的方法有：①在有毛剌的输出端加D触发器；②计数器采用格雷码计数器。采用D触发器是因为D触发器的D输入端对毛剌不敏感，只要毛刺不存时钟上跳沿时出现在D输入端，就不会对输出产生影响，这样就可以消除毛刺了。采用格雷码计数器代替普通的二进制计数器，是因为格雷码计数器的输出每次只有一位数据产生变化，这就消除了竞争冒险产生的条件，避免了毛刺的产生。例如在解码器的设计中，进行码型变换时，要将接收时钟与接收的串行数据进行模2加。因为时钟滞后于数据，为了消除毛刺要将数据进行延时再进行模2加；同时还要考虑到1553B对时间的要求（两个数据之间的间隔最小只有1.5μs），因此在时钟分离时就考虑提前进行他高。在检测同步头时，一旦其高（或低）电平大于1个位时的宽度就认为同步头有效，开始进行时钟分离，这样就减小了数据延时，可有效节省时间。进行模2加后，加一D触发器可确保完全将毛刺消除。在编码器设计中在串行数据输出端加一D触发器，数据的毛刺也被了。另外，在电路的设计中尽可能地消除毛刺产生的条件，例如分频计数器采用格雷码计数器。仿真及FPGA实现为了确保设计的可行性，必须对设计进行时序仿真；为了提高芯片的性能及资源利用率，要采用专门的综合软件对设计进行优化、综合。由此采用Synplify7.1进行综合，采用MAX+PLUS ......

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