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转载:如何计算门数

菜鸟
2007-12-28 10:00:44     打赏
    一般来说,FPGA/CPLD说的是用了多少CLB或slice,具体的数只是个估计值,我是这么看的。在ISE中实现后,会有Map Report和Post P&R Static Timing Report,你只要看Map Report中的信息就可以了,比如我的设计给出的Map Report是这样的:
  Number of errors:      0
  Number of warnings:    5
  Logic Utilization:
  Number of Slice Flip Flops:       1,278 out of   3,072   41%
  Number of 4 input LUTs:           1,172 out of   3,072   38%
  Logic Distribution:
  Number of occupied Slices:          959 out of   1,536   62%
  Number of Slices containing only related logic:     959 out of     959  100%
  Number of Slices containing unrelated logic:          0 out of     959    0%
        *See NOTES below for an explanation of the effects of unrelated logic
  Total Number 4 input LUTs:          1,237 out of   3,072   40%
  Number used as logic:             1,172
  Number used as a route-thru:         65
  Number of bonded IOBs:               40 out of      92   43%
    IOB Flip Flops:                     1
  Number of Block RAMs:                 6 out of      24   25%
  Number of GCLKs:                      3 out of      16   18%
  Total equivalent gate count for design:  414,573  //这就是
  Additional JTAG gate count for IOBs:  1,920
  Peak Memory Usage:  86 MB 
    FPGA等效数的计算方法有两种,一是把FPGA基本单元(如LUT+FF,ESB/BRAM)和实现相同功能的标准阵列比较,阵列中包含的数即为该FPGA基本单元的等效数,然后乘以基本单元的数目就可以得到FPGA门数估计值;二是分别用FPGA和标准阵列实现相同的功能,从中统计出FPGA的等效数,这种方法比较多的依赖于经验数据。
    对于第一种方法,FPGA包括LUT/FF/RAM等资源,分析各种资源等效数时,总原则是等效原则,就是实现相同的功能,在标准阵列中需要的数就是FPGA该资源等效数,例如实现一个带寄存器输出的4输入XOR,在FPGA中需要用一个LUT和1个FF实现,在标准阵列中一般要用21个与非实现,于是1个LUT+1个FF等效于21个。对ESB(BRAM),由于用标准阵列实 现1bit的RAM时一般需要4个,因此ESB/BARM 做RAM使用时,1bit等效4个,对Altera FPGA中一个2048bit的ESB,等效数为8K。光靠这些数据还不能比较准确地计算出FPGA的等效数。因为这只是一种简单情况,实际情况要复杂很多。 例如,如果实现的是带寄存器输出地2输入XOR,FPGA也要用1个LUT+FF,而标准阵列只需要8个NAND,于是1个LUT+1个FF只等效于8个。同时特定功能的实现,在不同的标准阵列系列中需要的数也不一样,因此等效的计算只能是个大概的数值。 也就是说对于某一具体型号FPGA的数估计,与FPGA资源的用途有密切关系。LUT用于实现2输入XOR和4输入XOR等效数不一样(分别为1和13);FF不带异步清零、复位、时钟使能和带这些端口的等效数不同(分别为8和13);ESB(BRAM)做RAM使用时,1bit等效4个,1个2048bit的BRAM等效8K门,但是做查找表使用时可能只相当于不到200门。因此估计FPGA的等效数需要做更细致的分析。 图1显示了EP20K系列的等效数等参数,下面以EP20K1000E为例详细说明FPGA等效数的估计方法。
    (1)计算逻辑阵列的等效数:估算EP20K1000E的数时,把FPGA特定资源和LCA300K标准逻辑阵列的数(LSI LCA300K Data Book)比较,可以对FPGA等效做出估计。FPGA一个LUT+FF等效数计算如图2所示 即LUT+FF等效于8~21个,上限和下限分别由实现简单函数、复杂函数分别界定。 APEX20K的等效数也可以根据经验数据获得,把超过100个针对4输入LUT的设计用FPGA实现,同时用LCA300K gate arrays和Design Compiler实现,比较相同的设计FPGA所用的LE数目和LCA300K所用的数可知,每个LE相当于12个。EP20K1000E有38400个LE,于是相当于46万
    (2)计算ESB的等效数 RAM中一个bit所需要的数与RAM的体系结构、工艺、厂商等有关,一般而言,1bit相当于4个,Altera也采用这个标准,这样可以方便地估计ESB等效数。 计算ESB等效数也可以采用和LSI LCA300K比较的方法,即通过与实现相同容量RAM在LCA300K所用的数相比较,从而得到ESB的每一bit相当于多少,从而计算出ESB的等效数,参考图3。 从上表可见,4gates/bit是一个比较合适的估计,于是EP20K1000E的ESB等效数为160 ESBs X 2,048 bits per ESB X 4 gates per bit = 1,310,720 gates,即约为130万。 总而言之,对EP20K1000E,LUT+FF等效数约为46万(经验数值),ESB全用作RAM时等效数约为130万,所以最大系统数为170万。
      结论:FPGA等效数估计方法可以是把FPGA资源基本单元(如LUT+FF,ESB)和实现相同功能的标准阵列相比得到FPGA基本单元等效的数,然后乘以单元的个数得到整个FPGA等效数。也可以是实现很多设计,和用标准阵列相比,从中统计出等效数。FPGA的等效数估计一般分为LUT+FF和ESB(BRAM)两部分,LUT+FF等效于8~21个,典型值为12;ESB做RAM使用时,一般相当于4门/bit,此时估计出的数最多,如果ESB做乘积项/LUT则等效数大大减小,例如对EP20K1000E,前者为130万,后者为2万
不知道,你们能不能看懂,看懂的在解释一下.



关键词: 转载     如何     计算     门数     估计     实现     Number         

菜鸟
2008-03-12 14:39:04     打赏
2楼

我刚好有个课题需要GATA COUNTS.我前两天下了ISE.可能由于刚使用,我只是加入处初始化一些信号量,Peak Memory Usage: 就达到120M, gate count 才48.等我输入好代码,无法进行编辑,Peak Memory Usage超过了2G.
LZ有什么编译的经验能降低,Peak Memory Usage.?急切等待中...


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