AMD FPGA设计优化宝典笔记（1）触发器

高亚军老师的这本书《AMD FPGA设计优化宝典》，他主要讲了两个东西：
第一个东西是代码的良好风格；
第二个是设计收敛等的本质。

这个书的结构是一个总论，加上另外的9个优化，包含的有：时钟网络、组合逻辑、触发器、移位寄存器、存储器、乘加运算单元、状态机、扇出、布线拥塞。大部头的书看起来比较痛苦，我简化的方式，选择触发器一章入手，这个平时有点了解，也觉得看完会用上的概率大一些。

这章是第4章，开篇给我们看了7系列中的触发器资源，确实是一个 slice 模块里面有8个触发器，这8个触发器呢，4 个编号带A的这种是只可以做边沿触发，另外编号不带A的4个是既可以做边沿触发也可以作为电平敏感型的触发，但是只要有一个被当做电平敏感型也就是锁存器的话，另外那4个带 A 的就不能用了。

确实每一个都会有 FPGA 电路的结构图，还有一个tcl代码，感觉讲的还是挺清楚的，知道的是有7系列是我常用的，然后更高深（更贵）的两种FPGA——UltraScale和Versal ACAP也做了初步的了解，这两种都是一个slice里面16个触发器，用法的花样更多，且SR有效极性是高低电平都可（7系列只能高电平）。

有个system Verilog代码4-4让我明白什么叫同步复位，（其实经常这么写只不过原来不是特别清楚这些概念），但是跟后面的异步复位相去对应的话就能一眼看出来了。还有一种是既无复位又无置位，其实就很简单，就是一个赋值。这一页代码在181页：

既无复位又无置位，其实就很简单，就是一个赋值：

always@(posedge clk)//这里只有clk
begin
q <= d;//不需要if else的条件，没有复位
end

同步复位：
always@( posedge clk)//这里只有clk
begin
if(rst) begin//这里有了复位，rst这个复位信号和clk是同步的
q <= 0;
end
else if(ce) begin
q <= d;// 可以有一个ce的判断，我感觉也可以没有
end
end

异步复位：
always@( posedge clk, posedge rst)//这里有clk有rst，它们是异步的
begin
if(rst) begin//q在复位情况清零，rst这个复位信号和clk是异步的
q <= 0;
end
else if(ce) begin
q <= d;// 可以有一个ce的判断，我感觉也可以没有
end
end

现在好像明白一点，就是插入流水寄存器为什么可以使时序变好，就是在触发器的时序上，它的建立时间通过一些推导可以知道，就是跟两级触发器之间的合逻辑的时间和线路上的延时有关系（简化点就认为是组合逻辑的时间），那么就是我们插入了一级触发器，其实是让就是这个时间的限制没有那么严，因为每两个触发器之间其实都是有一个时钟周期，可以来去完成一些工作，我们前面因为这在这一个时钟周期里完成不了，那我们就把它分成两段，或者是甚至是更加多的段，这样就能够让他这个工作顺利的完成，也就是这个逻辑代码的时序达到了收敛。

感觉从口语化的比较容易懂的方式去理解，建立时间违例的根本原因就是组合逻辑的延时过大，数据到达第二个触发器的输入端口太晚了。然后保持时间违例的原因是组合逻辑的延时太小了，数据到达第二个触发器的输入端口太早了。所以就是在一些与时序相关的 tcl命令中，-max是表示建立时间，-min 表示保持时间。