FPGA設(shè)計經(jīng)常使用的設(shè)計思想與技巧詳細說明

　　FPGA/CPLD 的設(shè)計思想與技巧是一個非常大的話題，由于篇幅所限，本文僅介紹一些常用的設(shè)計思想與技巧， 包括乒乓球操作、串并轉(zhuǎn)換、流水線操作和數(shù)據(jù)接口的同步方法。希望本文能引起工程師們的注意， 如果能有意識地利用這些原則指導日后的設(shè)計工作，將取得事半功倍的效果！

　　乒乓操作” 是一個常常應(yīng)用于數(shù)據(jù)流控制的處理技巧，典型的乒乓操作方法如圖1 所示。

　　乒乓操作的處理流程為：輸入數(shù)據(jù)流通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 將數(shù)據(jù)流等時分配到兩個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)， 數(shù)據(jù)緩沖模塊可以為任何存儲模塊， 比較常用的存儲單元為雙口RAM（DPRAM） 、單口RAM（SPRAM） 、FIFO 等。在第一個緩沖周期，將輸入的數(shù)據(jù)流緩存到“ 數(shù)據(jù)緩沖模塊1” ；在第2 個緩沖周期，通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 的切換，將輸入的數(shù)據(jù)流緩存到“ 數(shù)據(jù)緩沖模塊2” ，同時將“ 數(shù)據(jù)緩沖模塊1” 緩存的第1 個周期數(shù)據(jù)通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 的選擇，送到“ 數(shù)據(jù)流運算處理模塊” 進行運算處理；在第3 個緩沖周期通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 的再次切換，將輸入的數(shù)據(jù)流緩存到“ 數(shù)據(jù)緩沖模塊1” ，同時將“ 數(shù)據(jù)緩沖模塊2” 緩存的第2 個周期的數(shù)據(jù)通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 切換，送到“ 數(shù)據(jù)流運算處理模塊” 進行運算處理。如此循環(huán)。乒乓操作的最大特點是通過“ 輸入數(shù)據(jù)選擇單元” 和“ 輸出數(shù)據(jù)選擇單元”按節(jié)拍、相互配合的切換，將經(jīng)過緩沖的數(shù)據(jù)流沒有停頓地送到“ 數(shù)據(jù)流運算處理模塊” 進行運算與處理。把乒乓操作模塊當做一個整體，站在這個模塊的兩端看數(shù)據(jù)， 輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流都是連續(xù)不斷的， 沒有任何停頓， 因此非常適合對數(shù)據(jù)流進行流水線式處理。所以乒乓操作常常應(yīng)用于流水線式算法， 完成數(shù)據(jù)的無縫緩沖與處理。