2
关注
2361
浏览

系统最高速度计算(最快时钟频率)和流水线设计思想?

您还未登录!暂时最多只可查看 1 条回答

登录! 还没有账号?去注册

LX3345680188 二阶会员 用户来自于: 上海市
2021-12-28 22:11

同步电路的速度是指同步系统时钟的速度,同步时钟愈快,电路处理数据的时间间隔越短,电路在单位时间内处理的数据量就愈大。假设Tco是触发器的输入数据被时钟打入到触发器到数据到达触发器输出端的延时时间(Tco=Tsetpup+Thold);Tdelay是组合逻辑的延时;Tsetup是D触发器的建立时间。

假设数据已被时钟打入D触发器,那么数据到达第一个触发器的Q输出端需要的延时时间是Tco,经过组合逻辑的延时时间为Tdelay,然后到达第二个触发器的D端,要希望时钟能在第二个触发器再次被稳定地打入触发器,则时钟的延迟必须大于Tco+Tdelay+Tsetup,也就是说最小的时钟周期Tmin =Tco+Tdelay+Tsetup,即最快的时钟频率Fmax =1/Tmin。

FPGA开发软件也是通过这种方法来计算系统最高运行速度Fmax。因为Tco和Tsetup是由具体的器件工艺决定的,故设计电路时只能改变组合逻辑的延迟时间Tdelay,所以说缩短触发器间组合逻辑的延时时间是提高同步电路速度的关键所在。由于一般同步电路都大于一级锁存,而要使电路稳定工作,时钟周期必须满足最大延时要求。故只有缩短最长延时路径,才能提高电路的工作频率。可以将较大的组合逻辑分解为较小的N块,通过适当的方法平均分配组合逻辑,然后在中间插入触发器,并和原触发器使用相同的时钟,就可以避免在两个触发器之间出现过大的延时,消除速度瓶颈,这样可以提高电路的工作频率。

这就是所谓"流水线"技术的基本设计思想,即原设计速度受限部分用一个时钟周期实现,采用流水线技术插入触发器后,可用N个时钟周期实现,因此系统的工作速度可以加快,吞吐量加大。注意,流水线设计会在原数据通路上加入延时,另外硬件面积也会稍有增加。



关于作者

问题动态

发布时间
2021-12-28 22:10
更新时间
2021-12-28 22:11
关注人数
2 人关注

相关问题

水系统长时间停机按各指南原话是停机后需要重新验证,如果重新启用之前把这个定义为重新验证的话,是否参照新系统验证第一周期的方式来,第一周期结束后看同步生产?
连续血糖监测系统产品组成中的App(用户分析软件),若安卓版App完成注册,增加IOS版App时是否需要注册检测、提交临床资料
新车间新的水系统,纯化水第一阶段3周,计划再第一阶段第一周结束开始进行注射用水第一阶段验证,是否合规?
口服液体制剂与固体制剂车间的空调系统有什么区别?
:关于干热灭菌计算FH值的参考温度,要求为160℃,Z值=20。请问各位是160吗?书上不是170吗?
测量系统分析流程及方法是什么
空调系统做PQ前,加湿用的纯蒸汽系统需要验证到哪个阶段?
纯化水系统膜后压力是不能高于膜前压力吗?如果高了是不是代表膜出现问题了。
水系统loop增加多个水点,需要URS吗?还是变更控制即可?
我司上了一套空调自控系统,同时也上了一套环境监视系统,相比而言,哪个系统更关键?

推荐内容

用flip-flop和logic-gate设计一个1位加法器,输入carryin和current-stage,输出carryout和next-stage?
变压器绝缘损坏该如何处理?
电气常用的攻牙丝锥和钻头的选择有哪些?
IC设计中同步复位与异步复位的区别?
什么是亚稳态?为什么两级触发器可以防止亚稳态传播?
FPGA和CPLD的区别?
MOORE 与 MEELEY状态机的特征?
什么是同步逻辑和异步逻辑?
什么是"线与"逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求?
为什么触发器要满足建立时间和保持时间?