FPGA设计原则以及代码规范-精选文档

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FPGA设计的指导原则

FPGA设计的指导原则/***********************************************************************/欢迎转载！特约作者westor原创，广大斑竹期待和您深入交流！欢迎转载，请尊重作者劳动，保留作者和网站信息！/************************************************************************/整理者：Channel Elle（带着蜗牛散步）。

科技创造未来。

/************************************************************************/ 第一章FPGA设计指导性原则这一部分主要介绍FPGA/CPLD设计的指导性原则，如FPGA设计的基本原则、基本设计思想、基本操作技巧、常用模块等。

FPGA/CPLD设计的基本原则、思想、技巧和常用模块是一个非常大的问题，在此不可能面面俱到，只能我们公司项目中常用的一些设计原则与方法提纲携领地加以介绍，希望引起同事们的注意，如果大家能有意识的用这些原则方法指导日后的工作，不断积累和充实自己，将取得事半功倍的效果！本章主要内容如下：·基本原则之一：面积和速度的平衡与互换；·基本原则之二：硬件原则；·基本原则之三：系统原则；·基本原则之四：同步设计原则；·基本设计思想与技巧之一:乒乓操作；·基本设计思想与技巧之二:串并转换；·基本设计思想与技巧之三:流水线操作；·基本设计思想与技巧之四：数据接口的同步方法；·常用模块之一：RAM；·常用模块之二：FIFO；·常用模块之三：全局时钟资源与时钟锁相环；·常用模块之四：全局复位、置位信号。

1.1基本原则之一：面积和速度的平衡与互换这里“面积”指一个设计消耗FPGA/CPLD的逻辑资源的数量，对于FPGA可以用所消耗的触发器（FF）和查找表（LUT）来衡量，更一般的衡量方式可以用设计所占用的等价逻辑门数。

fpga知识汇集-编写可综合代码(rtl)需要注意的规则总结

fpga知识汇集-编写可综合代码(rtl)需要注意的规则总结编写可综合代码（RTL）是 FPGA 设计过程中的关键一步。

以下是一些需要注意的规则总结：1. 时钟和时序：在 RTL 设计中，时钟和时序是至关重要的。

确保所有触发器（寄存器）都连接到正确的时钟域，并遵循同步设计原则。

同时，确保时序满足目标平台的要求，以避免时序违规。

2. 信号命名：给变量和信号起有意义的名称，能够准确描述其功能和用途。

使用清晰、简洁的命名规范，以提高代码的可读性和维护性。

3. 可综合的语言特性：在编写 RTL 代码时，只使用可综合的语言特性。

这意味着避免使用仅在仿真环境下有效的语言特性或语法。

4. 避免复杂的逻辑：尽量保持代码简洁明了，避免使用过于复杂的逻辑。

使用层次化设计和模块化思想，将复杂的逻辑划分为相对独立的子模块，提高代码的可读性和可维护性。

5. 注释和文档：为代码添加详细的注释和文档，以解释代码实现的意图、功能和设计决策。

这有助于团队成员之间的共享和合作，并提供未来维护和修改代码的指导。

6. 避免设计异构：FPGA 设计中，使用不同类型、大小和速度的逻辑单元可能会导致布局和时序问题。

尽量避免设计异构，即使用相同类型和规格的逻辑单元。

7. 避免不确定行为：在 RTL 代码中，避免使用带有不确定行为的语言特性或操作符。

确保代码在所有情况下都能正确工作，并且不会产生意外的结果。

8. 编写可综合测试台：编写可综合的测试台，对 RTL 代码进行全面测试。

验证代码的正确性，并确保代码在不同环境和情况下都能正常运行。

9. 可重用性：设计代码时考虑到可重用性，使其可以在不同的项目和场景中复用。

将通用的功能和模块抽象出来，以便在需要时能够方便地重用。

10. 性能和资源优化：在编写 RTL 代码时，考虑到目标平台的资源和性能要求。

优化代码以减少资源占用和功耗，并提高系统的性能。

以上是编写可综合代码（RTL）需要注意的一些规则总结。

FPGA设计基础第3章FPGA设计入门

FPGA设计基础第3章FPGA设计入门FPGA（现场可编程门阵列）是一种可改变内部逻辑功能的集成电路。

通过在芯片上编程，FPGA可以实现各种不同的功能。

在本章中，我们将介绍FPGA设计的基础知识，包括FPGA的工作原理、FPGA设计流程以及一些常用的FPGA设计工具。

首先，我们来了解一下FPGA的工作原理。

FPGA由一系列可编程的逻辑门和存储单元组成。

这些逻辑门可以被编程为实现各种不同的逻辑功能，而存储单元可以被编程为存储数据。

通过在FPGA上编程，我们可以定义逻辑功能和数据的处理方式，从而实现各种不同的电路设计。

接下来，我们将介绍FPGA设计的基本流程。

FPGA设计通常包括以下几个步骤：1.设计规范：在开始设计之前，我们需要明确设计的目标和要求。

这包括确定所需的逻辑功能、输入输出接口以及其他相关的系统要求。

2. 设计输入：在开始设计之前，我们需要编写设计的输入文件。

这些文件描述了设计的逻辑功能、数据处理方式以及其他相关的设计参数。

常用的设计输入文件包括VHDL（VHSIC Hardware Description Language）和Verilog。

3.综合：综合是将设计输入文件转换为可实现的逻辑电路的过程。

综合工具将设计输入文件转换为逻辑门级的电路描述。

在综合之前，我们需要选择合适的综合工具，并进行一些必要的设置。

4.布局布线：布局布线是将逻辑电路映射到FPGA芯片上的过程。

布局布线工具会根据FPGA的物理结构和设计的要求，自动将逻辑电路映射到FPGA芯片的不同位置，并进行网线的布线。

综合工具是将设计输入文件转换为逻辑电路的软件工具。

常用的综合工具包括Xilinx的ISE和Vivado，以及Altera的Quartus。

布局布线工具是将逻辑电路映射到FPGA芯片上的软件工具。

常用的布局布线工具包括Xilinx的PAR和Altera的Fitter。

FPGA逻辑设计基础

满足时序更为重要，两者冲突时速度优先
RTL编码风格
我没有了个性？！这又不影响功能！
对个人而言，或许如此。但对于需要协作的团队而言，编码风格的不统一，存在诸多缺点。
RTL编码风格
对于一个团队来讲，编码风格的不统一造成代码难以阅读，又不好维护，甚至对于你自己，程序的作者亦是如此。你或许思维敏捷、聪明伶俐，然而你编写的代码令你的才干与造诣黯然失色。
思考一下：
传播延时对定时裕度有什么影响？
数字电路中的几个基本概念－时钟偏移 (1)
I A Ta Clock Tb O 组合逻辑 I B O
时钟偏移（clock skew）指的是时钟信号在各个负载路径上的延时差。以上图为例：假设时钟信号到达器件A 的最大延时为 T a ，时钟信号到达器件B的最大延时为Tb，那么该时钟信号的时滞即为Ta－T b。
FPGA逻辑设计基础
目录
● ● ● ● ●
FPGA 设计基本原则 RTL 编码风格数字电路的几个基本概念系统同步电路的静态时序分析 FPGA 设计案列分析
FPGA设计基本原则－同步设计原则
异步电路电路的核心逻辑用组合电路实现，比如异步的FIFO/RAM读写信号、地址译码等电路电路的主要信号、输出信号等并不依赖于任何一个时钟信号，不是由时钟信号驱动FF产生的异步实现电路的最大缺点是容易产生毛刺不利于器件的移植，这包括器件族之间的移植和从FPGA向结构化 ASIC的移植不利于静态时序分析(STA)，验证设计时序性能同步电路电路的核心逻辑用各种各样的触发器实现电路的主要信号、输出信号等都是由某个时钟沿驱动触发器实现的同步时序电路可以很好地避免毛刺利用器件移植，这包括器件族之间的移植和从FPGA向结构化 ASIC的移植有利于静态时序分析(STA)，验证设计时序性能

FPGA设计规范华为内部规范系列

1. 基于 HDL 的 FPGA 设计流程概述 ...........................................................................................
1
1.1 设计流程图 ........................................................................................................................
1
1.2 关键步骤的实现 ................................................................................................................
2
1.2.1 功能仿真 .................................................................................................................
8
4.1.1 关于 LeonardoSpectrum .........................................................................................
8
4.1.1 大规模设计的综合 .................................................................................................
4
2. Verilog HDL 设计 .........................................................................................................................

FPGA设计的十五条原则详细解析

FPGA设计的十五条原则详细解析1、硬件设计基本原则(1)速度与面积平衡和互换原则：一个设计如果时序余量较大，所能跑的频率远高于设计要求，能可以通过模块复用来减少整个设计消耗的芯片面积，这就是用速度优势换面积的节约；反之，如果一个设计的时序要求很高，普通方法达不到设计频率，那么可以通过数据流串并转换，并行复制多个操作模块，对整个设计采用“乒乓操作”和“串并转换”的思想进行处理，在芯片输出模块处再对数据进行“并串转换”。

从而实现了用面积复制换取速度的提高。

(2)硬件原则：理解HDL本质(3)系统原则：整体把握(4）同步设计原则：设计时序稳定的基本原则2、Verilog作为一种HDL语言，对系统行为的建模方式是分层次的。

比较重要的层次有系统级（system）、算法级（Algorithm）、寄存器传输级（RTL）、逻辑级（Logic）、门级（Gate）、电路开关级（Switch）。

3、实际工作中，除了描述仿真测试激励（Testbench）时使用for循环语句外，极少在RTL级编码中使用for循环，这是因为for循环会被综合器展开为所有变量情况的执行语句，每个变量独立占用寄存器资源，不能有效的复用硬件逻辑资源，造成巨大的浪费。

一般常用case语句代替。

4、if…else…和case在嵌套描述时是有很大区别的，if…else…是有优先级的，一般来说，第一个if的优先级最高，最后一个else的优先级最低。

而case语句是平行语句，它是没有优先级的，而建立优先级结构需要耗费大量的逻辑资源，所以能用case的地方就不要用if…else…语句。

补充：1.也可以用if…; if…; if…;描述不带优先级的“平行”语句。

5、FPGA一般触发器资源比较丰富，而CPLD组合逻辑资源更丰富。

6、FPGA和CPLD的组成：FPGA基本有可编程I/O单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等6部分组成。

第7章 FPGA设计原则

第1节FPGA高级应用可编程逻辑器件上的嵌入式处理器1 Altera--Nios/Nios II (soft)、ARM922T (hard)--Quartus II，SOPC Builder，Nios II IDE--Avalon总线2 Xilinx--MicroBlaze 、PicoBlaze (soft)、PowerPC (hard)--ISE、EDK--CoreConnect总线3 其他--LatticeMico32、Core8051s、ARM 、……使用FPGA 实现DSP1 硬件支持：--硬件乘法器、硬件乘加器、专用的DSP 逻辑片；-Xilinx XtremeDSP逻辑片-Altera DSP块-Lattice sysDSP块2 软件支持：--DSP IP核--系统级设计工具：System Generator、DSP Builder、AccelDSP、Lattice BlockSet、……可重配置计算1 一种新型的计算模式。

2 可重配置逻辑作为微处理器的协处理单元。

3 可重配置逻辑可以配置成不同的功能，为不同的应用和计算提供硬件支持。

4 可重配置逻辑一般采用基于SRAM的FPGA器件实现。

结构硬件的灵活性1 处理器种类、个数2 互连机制3 存储机制4 硬件逻辑电路、外设软件的可编程性1 高级语言 2 操作系统支持IRL－基于Internet的可重配置逻辑1 Internet Reconfigurable Logic (IRL)是Xilinx倡导的一种新的FPGA设计理念，其核心是通过Internet对远程设备的硬件设计和软件程序进行升级、重构、调试和监控。

2 这种设计理念伴随着嵌入式Internet技术的蓬勃发展必将对嵌入式设备的设计模式产生深远的影响。

3 IRL包括三个方面的基本要素：--含有配置bit流或应用程序的主机；--含有配置功能的目标系统；--Internet或远程访问介质。

FPGA代码编写风格规范

（23）在设计中避免实例化具体的门级电路。门级电路可读性差，且难于理解和维护，如果使用特定工艺的门电路，设计将变得不可移植。如果必须实例化门电路，我们建议采用独立于工艺库的门电路，如SYNOPSYS公司提供的GTECH库包含了高质量的常用的门级电路；
（24）避免冗长的逻辑和子表达式；
（25）避免采用内部三态电路，建议用多路选择电路代替内部三态电路。
（8）当描述多比特总线时，使用一致的定义顺序，对于verilog建议采用bus_signal[x:0]的表示；
（9）尽量遵循业界已经习惯的一些约定。如*_r表示寄存器输出，*_a表示异步信号，*_pn表示多周期路径第n个周期使用的信号，*_nxt表示锁存前的信号，*_z表示三态信号等；
（10）在源文件、批处理文件的开始应该包含一个文件头、文件头一般包含的内容如下例所示：文件名，作者，模块的实现功能概述和关键特性描述，文件创建和修改的记录，包括修改时间，修改的内容等；
（19）对一些重要的always语句块定义一个有意义的标号，这样有助于调试。注意标号名不要与信号名、变量名重复；
（20）代码编写时的数据类型只使用IEEE定义的标准类型，在VHDL语言中，设计者可以定义新的类型和子类型，但是所有这些都必须基于IEEE的标准；
（21）在设计中不要直接使用数字，作为例外，可以使用0和1。建议采用参数定义代替直接的数字。同时，在定义常量时，如果一个常量依赖于另一个常量，建议在定义该常量时用表达式表示出这种关系；
（11）使用适当的注释来解释所有的always进程、函数、端口定义、信号含义、变量含义或信号组、变量组的意义等。注释应该放在它所注释的代码附近，要求简明扼要，只要足够说明设计意图即可，避免过于复杂；

设计FPGA系统应了解的三个原则

设计FPGA系统应了解的三个原则一.面积与速度的平衡互换原则这里的面积指的是的芯片资源，包括规律资源和I/O资源等；这里的速度指的是FPGA工作的最高频率（和或者不同，FPGA设计的工作频率是不固定的，而是和设计本身的延迟紧密相连）。

在实际设计中，用法最小的面积设计出最高的速度是每一个开发者追求的目标，但是“鱼和熊掌不行兼得”，取舍之间展示了一个开发者的才智。

1.速度换面积速度优势可以换取面积的节省。

面积越小，就意味着可以用更低的成原来实现产品的功能。

速度换面积的原则在一些较复杂的算法设计中经常会用到。

在这些算法设计中，流水线设计经常是必需用到的技术。

在流水线的设计中，这些被重复用法但是用法次数不同的模块将会占用大量的ＦＰＧＡ资源。

对ＦＰＧＡ的设计技术举行改造，将被重复用法的算法模块提炼出最小的复用单元，并利用这个最小的高速代替原设计中被重复用法但次数不同的模块。

固然，在改造的过程中必定会增强一些其他的资源来实现这个代替的过程。

但是只要速度具有优势，那么增强的这部分规律依旧能够实现降低面积提高速度的目的。

可以看到，速度换面积的关键是高速基本单元的复用。

２.面积换速度在这种办法中面积的复制可以换取速度的提高。

支持的速度越高，就意味着可以实现更高的产品性能。

一些注意产品性能的应用领域可以采纳并行处理技术，实现面积换速度。

二.硬件可实现原则FPGA设计通常会用法ＨＤＬ语言，比如 HDL或者。

当采纳HDL语言来描述一个硬件功能的时候，一定要确保代码描述的电路是硬件可实现的。

Verilog HDL语言的语法与很相像，但是它们之间有着本质的区分。

C 语言是基于过程的高级语言，编译后可以在CPU上运行。

而Verilog HDL第1页共2页。

FPGA设计与FPGA的规范

数字通信实验室 2012-7-7
12
摩尔（Moore）型状态机
摩尔状态机：摩尔状态机的输出仅仅依赖于当
前状态，而与输入条件无关。 (即在什么地点就做什么事)
x(t) 当前输入
组合逻辑 C1
s(t+1) 次态
状态寄存器
s(t) 现态
组合逻辑 C2
z(t) 当前输出
clock
数字通信实验室
2012-7-7
• 优点：设计人员对这种设计方法比较熟悉；实现各个子模块所需的时间较短。 • 缺点：对系统的整体功能把握不足；由于必须先对多个子模块进行设计，因此实现整个系统的
功能所需的时间长；另外，对设计人员之间相互协作也有较高的要求。

2．自上而下的设计方法自上而下的设计是从系统级开始，把系统划分为基本单元，然后再把基本单元划分为下一层次的基本单元，直到可用EDA元件实现为止。这种方法的优、缺点如下。

• 1、在表达式中插入空格，避免代码拥挤（例：赋值符号两边空格；双目运算符两边要有空

对齐和缩进：注释
• 各种嵌套语句尤其是if...else语句，必须严格的逐层缩进对齐，形成层次分明的代码。 • 1、对比较难懂的语句进行注释； • 2、定义变量时对变量进行午间说明。

HuaWei Verilog 约束.pdf
设计顶层
模块A
模块B
模块C
子模块 A1
子模块 B1
子模块 B2
子模块 C1
数字通信实验室
2012-7-7
4
三种设计

1．自下而上的设计方法自下而上的设计是传统的设计方法，是从基本单元出发，对设计进行逐层划分的过程。这种设计方法与用电子元件在模拟实现板上建立一个系统的步骤有密切的关系。优、缺点分别如下：

FPGA设计的基本原则

FPGA设计的基本原则面积与速度折衷原则面积和速度是ASIC芯片设计中一对相互制约、影响成本和性能的指标，贯穿FPGA设计的始终。

在FPGA设计中，面积是指一个设计消耗的FPGA内部逻辑资源的数量，可以用消耗的触发器和查找表的个数或者是等效逻辑门数来衡量；速度是指一个设计在FPGA上稳定运行时所能达到的最高频率，由设计时序状态决定。

关于面积和速度的折衷，应在满足设计时序和工作频率要求的前提下，占用最小的芯片面积；或者在所规定的面积下，使得设计的时序余量最大，能够在更高的频率上稳定运行。

通常，在资源足够的情况下，更多是选择速度的最优，这也是FPGA 的特点。

在具体设计中，应根据具体性能指标要求，在保证系统功能和性能的同时，降低资源消耗从而降低功耗和成本。

硬件原则第二个原则是硬件原则。

首先，要注意FPGA的逻辑设计所采用的硬件描述语言VHDL或Verilog与软件语言C和C＋＋有本质区别，在使用硬件描述语言进行设计时，不应片面追求代码的简洁。

其次，要采用正确的编码方法。

要对所需实现的硬件电路的结构和相互连接有清晰的理解和构想，然后再用适当的VHDL语言表达出来。

实际上综合软件对所写的代码在进行推论的时候，得到的硬件结果会因编码方式的不会而不同，直接影响硬件的实现。

系统原则第三个原则是系统原则。

FPGA作为硬件系统设计，应该对设计全局进行宏观上的合理安排，包括逻辑功能模块划分、时钟域信号的产生和驱动、模块复用、时序或引脚约束、面积速度折衷等。

这些系统上的考虑不仅关系到是否能够最大程度地发挥项目成员的协同设计能力，而且直接决定着设计的综合、实现效果和相关的操作时间。

模块化设计是系统原则的一个很好体现，它是自顶向下、模块划分、分工协作设计思路的集中体现，是大型复杂系统的推荐设计方法。

图1是模块化设计的简单流程。

同步原则在设计电路时，可以有异步电路和同步电路两种实现方法。

异步电路使用组合逻辑电路实现，没有统一的时钟信号，容易产生毛刺和竞争冒险；同步时序电路使用组合逻辑和触发器实现电路功能，主要信号和输出信号都由时钟驱动触发器产生，能够避免毛刺，信号稳定。

FPGA设计原则以及代码规范-精选文档

时钟和RESET信号设计指南
避免在模块内部产生RESET信号：（1）如果可能，尽量避免在模块内部产生RESET信号，或者避免用其它条件逻辑产生RESET信号；（2）如果确实需要条件RESET信号，那么可以创建一个独立的RESET信号，再创建一个独立的条件RESET产生逻辑模块。
避免使用混合时钟沿
避免在模块内部产生时钟
避免使用内部产生时钟的方法，例如采用计数器分频出来的脉冲直接拿去当作时钟使用，是不允许的，这种时钟对设计的可靠性极为不利.
时钟使能方式：逻辑分频时钟： always(posedge clk_125m) always(posedge clk_125m) begin begin if(!rst_n) if(!rst_n) en_clk_62m5<=1'b0; clk_div_62m5<=1'b0; else else en_clk_62m5<=!en_clk_62m5; clk_div_62m5<=!clk_div_62m5; end end always(posedge clk_div_62m5) begin if(!rst_n) data_out<=8'h00; else data_out<=data_in; end always(posedge clk_125m) begin if(!rst_n) data_out<=8'h00; else if(en_clk_62m5) data_out<=data_in; end
优先级电路
具有优先级例子1：
没有优先级例子1：
优先级电路
具有优先级例子2：
不推荐这种写法，同时不推荐大小写混合使用
模块调用规范

1、FPGA-----Veriolg规范

1、FPGA-----Veriolg规范1.设计必须文档化。

要将设计思路，详细实现等写入文档，然后经过严格评审通过后才能进行下一步的工作。

这样做乍看起来很花时间，但是从整个项目过程来看，绝对要比一上来就写代码要节约时间，且这种做法可以使项目处于可控、可实现的状态。

2.代码规范。

a.设计要参数化。

比如一开始的设计时钟周期是30ns，复位周期是5个时钟周期，我们可以这么写：parameter CLK_PERIOD = 30;parameter RST_MUL_TIME = 5;parameter RST_TIME = RST_MUL_TIME * CLK_PERIOD;...rst_n = 1'b0;# RST_TIME rst_n = 1'b1;...# CLK_PERIOD/2 clk <= ~clk;如果在另一个设计中的时钟是40ns，复位周期不变，我们只需对CLK_PERIOD进行重新例化就行了，从而使得代码更加易于重用。

b.信号命名要规范化。

1) 信号名一律小写，参数用大写。

2) 对于低电平有效的信号结尾要用_n标记，如rst_n。

3) 端口信号排列要统一，一个信号只占一行，最好按输入输出及从哪个模块来到哪个模块去的关系排列，这样在后期仿真验证找错时后方便很多。

如：module a(//inputclk,rst_n, //globle signalwren,rden,avalon_din, //related to avalon bussdi, //related to serial port input//outputdata_ready,avalon_dout, //related to avalon bus...);4) 一个模块尽量只用一个时钟，这里的一个模块是指一个module或者是一个entity。

在多时钟域的设计中涉及到跨时钟域的设计中最好有专门一个模块做时钟域的隔离。

FPGA设计流程与规范

FPGA设计流程与规范FPGA（可编程逻辑门阵列）是一种可重构的数字电路芯片，具有广泛的应用领域。

FPGA设计流程是指将复杂的数字电路设计转化为可在FPGA上实现的逻辑电路的过程。

本文将介绍FPGA设计流程，并讨论与之相关的规范。

首先，需求分析阶段确定了设计的目标和功能需求。

在这个阶段，设计团队与客户或用户进行充分的沟通，理解设计所要解决的问题，包括系统的功能需求、性能指标、接口需求等。

同时，还要考虑软硬件的分工，确定FPGA是否是最适合的选择。

其次，系统设计阶段将需求分析阶段确定的功能需求转化为高层次的系统结构。

在这个阶段，设计团队使用抽象语言（如VHDL或Verilog）描述系统的功能模块、接口和数据流。

系统设计应该具备可扩展性、灵活性和模块化，以便于后续的电路设计和FPGA实现。

接着，电路设计阶段将高层次的系统结构转化为具体的数字电路实现。

在这个阶段，设计团队使用抽象语言以及电路设计工具对系统进行细化和优化。

这包括设计各个模块的电路结构、时序控制、寄存器配置等。

同时，还需要对电路进行时序分析和布线约束等操作。

然后，FPGA实现阶段将电路设计转换为可以在实际的FPGA芯片上配置的文件。

在这个阶段，设计团队使用FPGA设计工具将电路的逻辑表达式翻译成FPGA器件支持的配置文件，如BIT文件或JEDEC文件。

这些文件描述了FPGA中可编程逻辑元件的状态和互连。

除了上述的FPGA设计流程，还有一些规范需要遵循，以保证设计的质量和可维护性。

具体规范如下：1.代码规范：使用一致的命名规则和编码风格，使代码易读易维护。

同时，注释清晰明了，以便他人理解。

2.时序要求：根据设计的时钟频率和时序要求，对设计中的各个时序路径进行分析和约束。

确保设计在FPGA上能够满足时序要求。

3.电源和地线规划：合理规划电源和地线布局，减少电源噪声和地线回流引起的问题。

同时，避免电源和地线之间的干扰。

4.时钟策略：合理规划时钟分配和时钟域划分，以确保时钟信号的稳定性和正确性。

FPGA设计原则以及代码规范

DFF2: always@(negedge clk_125m) begin if(!rst_n) q<=1’b0; else q<=d; end
火龙果整理
一个模块尽量只用一个时钟
在多时钟域的设计中涉及到跨时钟域的设计中最好有专门一个模块做时钟域的隔离。这样做可以让综合器综合出更优的结果。
时钟和RESET信号设计指南
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避免在模块内部产生RESET信号：（1）如果可能，尽量避免在模块内部产生RESET信号，或者避免用其它条件逻辑产生RESET信号；（2）如果确实需要条件RESET信号，那么可以创建一个独立的RESET信号，再创建一个独立的条件RESET产生逻辑模块。
进一步了解FPGA内部的“面积”资源！
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面积与速度的平衡与互换原则
fpga
火龙果整理
速度换面积：
125Ｍb/s处理模块(0) 125Ｍb/s处理模块(1) 125Ｍb/s处理模块(2)
SERDES
125Ｍb/s处理模块(6) 125Ｍb/s处理模块(8) 125Ｍb/s处理模块(9)
2、在有效时钟沿到达后，数据输入至少还将稳定保持采样寄存器Hold时间之久。这条原则简称满足 Hold时间原则。
火龙果整理
FPGA设计代码规范

Verilog代码编写风格的必要性结构层次化编码时钟和RESET信号设计指南

可综合性编码
Verilog代码编写风格的必要性
火龙果整理
FPGA设计原则以及代码规范
火龙果整理
FPGA设计原则
面积和速度的平衡与互换
硬件原则
系统原则
同步设计原则

简谈FPGA研发设计相关规范(企业中很实用)

简谈FPGA研发设计相关规范（企业中很实用）大家好！又到了每日学习的时间了，今天我们聊一聊FPGA做开发的时候，有哪些设计规范，从文档到工程建立等，聊一聊也许你会学到很多东西，少走很多弯路哦！在团队项目开发中，为了使开发的高效性、一致性、正确性，团队应当要有一个规范的设计流程。

按照规范来完成项目的设计开发工作，归类清晰明了的工程文件夹级别；项目应拥有良好风格和完整的文档，如设计思路与调试记录及器件选型等；代码书写高效，即统一的书写规范，文件头包含的信息完整，无论自己还是团队他人阅读便一目了然。

一、文档命名: 清晰的文档命名能够让我们思路非常的清晰，所以FPGA工程文件夹的目录要求层次鲜明，归类清晰。

一个工程必须要有一个严整的框架结构，用来存放相关的文档、设计，不仅方便自己查看，也提高了项目的团队工作效率。

下面我们来举例说明: 一级文件夹为工程名二级文件夹多个：用以存放源文件用以存放Testbench文件用来存放设计思路相关类的文件用来存放IP 核的文件等等…二、设计文档化：将自己对设计的思路和调试记录在文档中，有利于以后对模块功能的添加和维护，并且在项目联调时方便项目组其他人员读代码。

也方便不同厂家的FPGA之间移植，以及FPGA到ASIC的移植。

如下图就是设计文档化的举例说明，文档介绍清晰，功能分析明确，有利于以后对模块功能的添加和维护。

设计思路：按照项目的要求，自顶向下的分成若干模块，分别编写功能。

顶层尽量只做行为描述，逻辑描述在底层编写。

模块的编写要有硬件电路思维方式，每一个模块的设计都应考虑是否存在该硬件电路，尽量采用同步设计。

三、编程风格：每个module应存在于单独的源文件中，源文件名应与其所包含的模块名相同。

每个设计都应该有一个完善的文件头，包含公司名称、设计者、设计时间、文件名、所属项目、模块名称及功能、修改记录及版本信息等内容。

代码中的标识符采用传统C语言的命名方法，在单词之间用下划线分开，采用有意义，能反应对象特征、作用和性质的单词命名标识符，以此来增强程序的可读性。

完整版华为fpga设计规范VerilogHdl

FPGA设计流程指南、八、,前言本部门所承担的FPGA 设计任务主要是两方面的作用：系统的原型实现和ASIC 的原型验证。

编写本流程的目的是：在于规范整个设计流程，实现开发的合理性、一致性、高效性。

形成风格良好和完整的文档。

实现在FPGA 不同厂家之间以及从FPGA 到ASIC 的顺利移植。

便于新员工快速掌握本部门FPGA 的设计流程。

由于目前所用到的FPGA 器件以Altera 的为主，所以下面的例子也以Altera 为例，工具组合为modelsim + LeonardoSpectrum/FPGACompilerII + Quartus ，但原则和方法对于其他厂家和工具也是基本适用的。

目录1. 基于HDL 的FPGA 设计流程概述 (1)1.1 设计流程图 (1)1.2 关键步骤的实现 (2)1.2.1 功能仿真 (2)1.2.2 逻辑综合 (2)1.2.3 前仿真 (3)1.2.4 布局布线 (3)1.2.5 后仿真(时序仿真) (4)2. Verilog HDL 设计 (4)2.1 编程风格( Coding Style )要求 (4)2.1.1 文件 (4)2.1.2 大小写 (5)2.1.3 标识符 (5)2.1.4 参数化设计 (5)2.1.5 空行和空格 (5)2.1.6 对齐和缩进 (5)2.1.7 注释 (5)2.1.8 参考C 语言的资料 (5)2.1.9 可视化设计方法 (6)2.2 可综合设计 (6)2.3 设计目录 (6)3. 逻辑仿真 (6)3.1 测试程序( test bench) (7)3.2 使用预编译库 (7)4. 逻辑综合 (8)4.1 逻辑综合的一些原则 (8)4.1.1 关于LeonardoSpectrum (8)4.1.1 大规模设计的综合 (8)4.1.3 必须重视工具产生的警告信息 (8)4.2 调用模块的黑盒子( Black box )方法 (8)参考修订纪录10101. 基于HDL的FPGA设计流程概述1.1设计流程图（1）设计定义说明：逻辑仿真器主要指modelsim，Verilog-XL等。

设计FPGA系统应了解的三个原则

设计FPGA系统应了解的三个原则为了设计一个高性能和可靠的FPGA（Field Programmable Gate Array）系统，有三个重要的原则需要了解。

1.确定系统要求和目标：在设计之前，必须明确系统的需求和目标。

这包括确定系统的处理能力、时钟频率、资源使用、功耗等。

只有明确了这些要求，设计人员才能选择合适的FPGA器件和设计方法，以满足系统的需求。

首先，需要确定系统的处理能力，即系统需要处理的数据量和计算要求。

根据处理能力的要求，可以选择合适的FPGA器件，确保其具有足够的逻辑单元和存储资源。

其次，时钟频率是系统设计中的重要指标。

根据系统要求，需要选择适当的FPGA器件和时钟频率，以确保系统能够按时处理输入数据并产生正确的输出结果。

此外，资源使用和功耗也是设计中需要考虑的因素。

根据系统需求，需要合理规划和分配FPGA器件中的资源，以最大限度地利用它们的性能。

另外，需要根据系统设计的功耗要求，选择适当的FPGA器件和功耗优化的设计方法。

2.优化设计：在FPGA系统设计中，优化设计是非常重要的。

通过合理的优化，可以提高系统的性能、降低功耗、减少资源使用，并增强系统的可靠性。

优化设计的关键在于合理的分析和改进设计中的瓶颈。

首先，对于时序约束较为严格的设计，可以通过合理的时序优化方法，例如管道化、时钟域划分等方式，来提高系统的时钟频率。

其次，对于资源紧张的设计，可以通过合理的资源利用方法，例如复用、共享等方式，来减少资源的使用量。

此外，还可以通过合理的电源管理和功耗优化方法，来降低系统的功耗。

最后，为了提高系统的可靠性，可以采取冗余、错误检测和容错等措施，来增强系统的容错性和可靠性。

3.验证和测试：在设计完成后，验证和测试是确保系统正确运行的重要步骤。

验证是通过模拟和仿真来验证设计的正确性和性能。

测试是通过验证设计的工作，并确保其满足系统的需求。

在验证和测试过程中，可以采用不同的方法和工具来验证和测试FPGA系统。