[经验]

FPGA 门数计算方法

杨磊

2012-8-11 10:29:07

3477

FPGA 门数计算方法.pdf(62.34 KB, 下载次数: 7 )

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，
对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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