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可编程逻辑培训(5)——流水线

硬件十万个为什么    2015/2/12  

流水线设计是经常用于提高所设计系统运行速度的一种有效的方法。

为了保障数据的快速传输,必须使系统运行在尽可能高的频率上,但如果某些复杂逻辑功能的完成需要较长的延时,就会使系统难以运行在高的频率上,在这种情况下,可使用流水线技术,即在长延时的逻辑功能块中插入触发器,使复杂的逻辑操作分步完成,减小每个部分的延时,从而使系统的运行频率得以提高。流水线设计的代价是增加了寄存器逻辑,增加了芯片资源的耗用。

如某个复杂逻辑功能的实现需较长的延时,可将其分解为几个(如3个)步骤来实现,每一步的延时变小,在各步间加入寄存器,以暂存中间结果,这样可大大提高整个系统的xx工作频率。


³设计综合到不同器件的xx工作频率


流水线设计的关键在于整个设计时序的合理安排,前后级接口间数据流速的匹配。如果前后级流量相等,前级输出直接可作为后级输入,前级流量大于后级时,则需要增加缓存,前级流量小于后级时,则需要通过逻辑复制,串并转换等方式将数据分流,或者前级存储后输出到后级进行处理。

流水线的思想:复制了处理模块,用面积换速度


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