四种常用FPGACPLD设计思想与技巧介绍及乒乓操作案例分析
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2019-06-16
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四种常用 FPGA/CPLD 设计思想与技巧介绍及
乒乓操作案例分析
本文讨论的四种常用 FPGA/CPLD 设计思想与技巧：乒乓操作、串并转
换、流水线操作、数据接口同步化，都是 FPGA/CPLD 逻辑设计的内在规律
的体现，合理地采用这些设计思想能在 FPGA/CPLD 设计工作中取得事半功
倍的效果。
FPGA/CPLD 的设计思想与技巧是一个非常大的话题，由于篇幅所限，
本文仅介绍一些常用的设计思想与技巧，包括乒乓球操作、串并转换、流水
线操作和数据接口的同步方法。希望本文能引起工程师们的注意，如果能有
意识地利用这些原则指导日后的设计工作，将取得事半功倍的效果!
乒乓操作
“乒乓操作”是一个常常应用于数据流控制的处理技巧，典型的乒乓
操作方法如图 1 所示。
乒乓操作的处理流程为：输入数据流通过“输入数据选择单元”将数据流
等时分配到两个数据缓冲区，数据缓冲模块可以为任何存储模块，比较常用
的存储单元为双口 RAM(DPRAM)、单口 RAM(SPRAM)、FIFO 等。在第一
个缓冲周期，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块 1”;在第 2 个缓冲周期，
通过“输入数据选择单元”的切换，将输入的数据流缓存到“数据缓冲模块 2”，
同时将“数据缓冲模块 1”缓存的第 1 个周期数据通过“输入数据选择单元”的选
择，送到“数据流运算处理模块”进行运算处理;在第 3 个缓冲周期通过“输入数
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