FPGA资源估计

Question

我通过计算组件所需的触发器数量来估计我的资源使用情况。例如，当我估计ins_controldata (简单计数器和一些I/O)时，我使用32个触发器。当我查看这个组件的详细map报告，第13节-按层次划分的利用率时，我看到我的估计接近于此组件使用的切片寄存器的数量。每个切片有4个LUT和8个触发器。

现在，当我对我的有限状态机inst_xtm640执行同样的操作时，我估计我的触发器使用率约为43 (包括6个状态所需的3个触发器)。当我查看map报告时，我发现我的估计或多或少是正确的(+-10%误差)。但是所需的片的数量远远高于片寄存器和LUT所需的片的数量。当您查看使用的LUT时，它是40，它应该只有20左右。

为什么对此组件使用额外的切片？它是为了速度优化吗？

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| Module               | Partition | Slices*       | Slice Reg     | LUTs          |                                                            
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| ++inst_controldata   |           | 6/6           | 35/35         | 20/20         |
| +++inst_xtm640       |           | 40/40         | 57/57         | 88/88         |
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编辑:我想我自己找到了它，但欢迎其他输入：

并不是所有的切片都被充分利用。所以这并不意味着如果我使用88个LUTS和57个切片寄存器，我将使用22个切片。一些切片没有被充分利用，因此这会使切片使用率更高。此外，还将使用额外的切片来满足时间约束。

Answer 1

您的编辑确实是正确的。合成器有时是一个非常不可预测的东西，特别是你的约束是什么，你优化什么是获得结果的关键。

如果你对大小(面积)进行优化，你的估计可能会更接近。你的系统越大越复杂，这对你的最终地点和路线的影响就越大。这就是为什么，当你看你的小例子时，结果会更接近。

这也是为什么你不应该“填满”你的FPGA的原因。剩下的空间越大，优化器关闭计时的效率就越高。这当然是对资源的“浪费”，但可能会带来更好的结果。

我收到的一个关于FPGA布局的建议是，不要深入到合成器没有操作空间的细节。例如，不要用逻辑做触发器，而要用语言的抽象来代替。只要你知道结果是如何得到的，让合成器做它的工作，找出什么是必要的，以及如何优化它，它通常会做得更好。

\Paul

Answer 2

在Xilinx工具链中，将LUT和寄存器分配给特定片的构建步骤称为"map“。默认情况下，尤其是当您的设计只占用少量设备资源时，map将不会尝试将尽可能多的LUT和寄存器打包到一个片中。这就是为什么您会看到比预期更高的切片计数。

您可以通过将-c (打包切片)选项设置为1来强制map更积极地打包切片：

-c封装因子

packfactor (对于非零值)是目标切片密度百分比。

• 值为0指定仅应将相关逻辑(具有共同信号的逻辑)打包到单个切片中，并产生最不密集的设计。
• 打包因子为1会在打包器尝试1%的切片利用率时产生最大打包密度。
• 打包因子为100表示只有足够多的不相关的包才能以100%的利用率适合设备。这会导致最小的堆积密度。