2026/1/16 0:06:38
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1.最高运行频率(Fmax)
2.资源利用率
3.功耗(Power)
4.传输延迟(Latency)
5.吞吐率(Throughput) 在开展FPGA设计的性能评估工作时#xff0c;需围绕多个核心维度展开量化分析#xff0c;常用的关键评估指标主要包含以下五类#xff1a; 最高运行频率(Fmax)需围绕多个核心维度展开量化分析常用的关键评估指标主要包含以下五类最高运行频率(Fmax)是指FPGA设计能够稳定、可靠运行的极限时钟频率是衡量电路时序性能的核心指标直接决定了设计的运算速度上限。传输延迟(Latency)是指数据从输入端口进入FPGA电路到经过内部逻辑处理后从输出端口稳定输出所消耗的时钟周期数反映了单次数据处理的响应速度。吞吐率(Throughput)用于衡量单位时间内FPGA电路能够处理的有效数据量体现了设计的整体数据处理能力通常与数据位宽、时钟频率以及流水线架构密切相关。资源利用率统计FPGA内部各类硬件资源的占用情况包括查找表(LUT)、触发器(FF)、数字信号处理模块(DSP)、块随机存取存储器(Block RAM)等是评估设计硬件开销与资源优化空间的重要依据。功耗(Power)涵盖FPGA芯片的静态功耗与动态功耗静态功耗由芯片漏电流决定动态功耗则与逻辑翻转频率、负载电容及供电电压相关是低功耗设计场景下的关键评估指标。1.最高运行频率(Fmax)我们准备一个自己以前开发过的FPGA工程(任意工程都可以但需要完成接口约束)。完成综合布局布线之后点击如下的按键可以看到如下的内容其中WNS为2.931ns若时钟周期为10ns那么Fmax为Fmax1000*1/(10-2.931)141.4627MHZ因此WNS越大越好。2.资源利用率资源利用率可以通过以下两个途径查看在完成综合布局布线之后vivado会自动弹出如下的界面从这个资源利用表格可知LUT、FF、LUTRAM等逻辑资源利用率均低于7%硬件空间非常充裕IO、BUFG、MMCM等辅助资源占用也都在25%以内无压力。而块RAM的利用率高达70.36%用了98.5个总共140个是当前设计中最接近饱和的资源后续若要扩展存储功能需要优先优化BRAM的使用方式。另外一种查看方法可以更加细致的查看工程的资源利用率我们点击如下的按键点击后会弹出如下的界面通过这种方式我们可以查看系统中每一个模块的资源占用情况从而方便优化系统。3.功耗(Power)看设计功耗是否达到预期目标在Vivado下完成综合布局布线之后会弹出如下的界面系统的功耗为0.413W。4.传输延迟(Latency)输入信号从进入电路到对应输出信号产生所经历的时钟周期数被称为延迟Latency这个指标同时也能体现设计中流水线的级数。延迟的计算一般需要结合仿真或者在硬件测试时加入ila把第一级的输入和最后一级的输出进行对比两者之间的延迟即位传输延迟。5.吞吐率(Throughput)吞吐率则可以通过相邻两个输入信号之间间隔的时钟周期数来体现。一般来说Latency的数值越小意味着单次数据处理的响应速度越快这通常是更理想的状态。不过需要注意的是Latency较小往往对应着流水线的级数较少这可能会对设计的最高运行频率(Fmax)造成限制导致Fmax有所降低。