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[经验] FPGA 门数计算方法

2012-8-11 10:29

FPGA 门数计算方法.pdf (62.34 KB)
(下载次数: 6, 2012-8-11 10:28 上传)



FPGA 门数计算方法
FPGA 门数计算方法

FPGA 等效门数的计算方法有两种:

1.   把FPGA 基本单元(如LUT+FF ,ESB/BRAM)和实现相同功能的标准门阵列比较,
门阵列中包含的门数即为该FPGA 基本单元的等效门数,然后乘以基本单元的数目就
可以得到FPGA 门数估计值;
2.   分别用FPGA 和标准门阵列实现相同的功能,从中统计出 FPGA 的等效门数,这种方
法比较多的依赖于经验数据。

对于第一种方法,FPGA 包括LUT/FF/RAM 等资源,分析各种资源等效门数时,总原则
是等效原则,就是实现相同的功能,在标准门阵列中需要的门数就是FPGA 该资源等效门数,
例如实现一个带寄存器输出的4 输入XOR,在 FPGA 中需要用一个LUT 和1 个FF实现,在
标准门阵列中一般要用21个与非门实现,于是1 个LUT +1 个FF等效于21个门。对ESB
(BRAM ),由于用标准门阵列实  
现1bit 的RAM时一般需要4 个门,因此 ESB/BARM 做RAM使用时,1bit 等效 4 个门,
altera FPGA 中一个2048Bit的ESB ,等效门数为8K。光靠这些数据还不能比较准确地计
算出FPGA 的等效门数。因为这只是一种简单情况,实际情况要复杂很多。例如,如果实现
的是带寄存器输出地2 输入XOR,FPGA 也要用1 个LUT +FF,而标准门阵列只需要8 个
NAND ,于是1 个LUT+1个FF只等效于8 个门。同时特定功能的实现,在不同的标准门阵
列系列中需要的门数也不一样,因此等效门的计算只能是个大概的数值。  也就是说对于某一
具体型号FPGA 的门数估计,与FPGA 资源的用途有密切关系。LUT 用于实现2 输入XOR
和4 输入XOR等效门数不一样(分别为1 和13);FF不带异步清零、复位、时钟使能和带
这些端口的等效门数不同(分别为8 和13);ESB (BRAM )做RAM使用时,1bit 等效 4 个
门,1 个2048bit的BRAM 等效8K门,但是做查找表使用时可能只相当于不到 200 门。因此
估计FPGA 的等效门数需要做更细致的分析。  

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