FPGA实战演练逻辑篇46：逻辑复制与资源共享

逻辑复制与资源共享

本文节选自特权同学的图书《FPGA设计实战演练（逻辑篇）》

配套例程下载链接：http://pan.baidu.com/s/1pJ5bCtt

逻辑复制是一种通过增加面积来改善时序条件的优化手段。逻辑复制最主要的应用是调整信号的扇出。如果某个信号需要驱动的后级逻辑信号较多，换句话说，也就是其扇出非常大，那么为了增加这个信号的驱动能力，就必须插入很多级的Buffer，这样就在一定程度上增加了这个信号的路径延时。这时可以复制生成这个信号的逻辑，用多路同频同相的信号驱动后续电路，使平均到每路的扇出变低，这样不需要插入Buffer就能满足驱动能力增加的要求，从而节约该信号的路径延时。  

资源共享和逻辑复制恰恰是逻辑复制的一个逆过程,它的好处就在于节省面积,同时可能也要以速度的牺牲为代价。（特权同学，版权所有）

看一个实例，如下：

// Verilog例程

module example(sel, a, b, c, d, sum);

input sel,a,b,c,d;

output[1:0] sum;

wire[1:0] temp1 = {1'b0,a}+{1'b0,b};

wire[1:0] temp2 = {1'b0,c}+{1'b0,d};

assign sum = sel ? temp1:temp2;

endmodule

         该代码综合后的视图如图5.12所示，和我们的代码表述的一致，有连个加法器进行运算，结果通过2选1选择器后输出给sum。（特权同学，版权所有）

5.12 两个加法器的视图

         同样实现这个的功能，我们还可以这么编写代码：

// Verilog例程

module example(sel, a, b, c, d, sum);

input sel;

input[7:0] a,b,c,d;

output[7:0] sum;

wire[7:0] temp1 = sel ? a:c;

wire[7:0] temp2 = sel ? b:d;

assign sum = temp1+temp2;

endmodule

         综合后的视图如图5.13所示，原先两个加法器我们现在用一个加法器同样可以实现。而原先的一个2选1选择器则需要4选2选择器（可能是两个2选1选择器来实现）替代。如果在设计中加法器资源更宝贵些，那么后面这段代码通过加法器的复用，相比前面一段代码更加节约资源。（特权同学，版权所有）

图5.13 一个加法器的视图