FPGA面积和速度的平衡--概念

　　1. 面积和速度

　　　　面积：设计所占用的FPGA逻辑资源数目，即利用所消耗的触发器（FF）和查找表（LUT）来衡量；

　　　　速度：在芯片上稳定运行所能达到的最高频率；

　　　　对立统一的矛盾体：一方面，要提高速度，需要消耗更多的资源，即需要更大的面积；另一方面，为了减小面积，需要降低处理速度；

　　　　面积和速度互换的方法：模块复用，乒乓操作，串并转换，流水线操作；

　　2. 逻辑复用和逻辑复制

　　　　（1）逻辑复用牺牲速度换取面积：是通过提高工作频率来节省面积的优化方法，经常用于存在多个资源可共享单元设计中；

　　　　（2）逻辑复制牺牲面积获取速度：逻辑复制是通过增加面积来改善设计时序的优化方法，经常用于调整信号的扇出；

　　　　（3）如果信号具有高的扇出（如时钟和复位信号等），即要驱动很多后续电路，则要添加缓存器来增强驱动能力，这会增大信号的延时。通过逻辑复制，使用多个相同的信号来分担驱动任务，每路信号的扇出就会降低，就不需要额外的缓冲器来增强驱动，可减少信号的路径延迟。

　　　　（4）未采用逻辑复制的设计模式，占用资源少，延迟大，容易出错；采用逻辑复制的设计，延迟小，但占用资源多。

　　　　（5）但在Synplify Pro综合工具中，用户可以设定最大扇出数，当某信号的扇出超过最大扇出值时，该信号会自动被综合工具复制，以降低扇出。