fpga反向器延时为什么那么大 为什么FPGA反向器延迟如此之长

1、反向器延时与FPGA内部结构有关

在FPGA内部结构中，反向器的延时要考虑到很多因素，比如输出端和输入端的电容、晶体管的大小和阈值电压等等。由于FPGA内部结构复杂，反向器不仅要经过LUT（查找表）、级联线和路由器等元器件，还会在时钟网络中传播时钟信号。这些元器件的布局和互连设计，以及时钟网络的复杂度，都会影响反向器的时延。

同时，FPGA内部还存在PLL（锁相环）等结构，如果使用PLL对时钟信号进行预处理，可能会增加反向器的时延。由于反向器的时延不是单一的因素导致的，所以FPGA反向器的时延较大也是可以理解的。

2、反向器延时与布线有关

在FPGA中，布线对时延的影响也非常大。布线时需要将各种逻辑单元和时钟网络相连，大量布线会导致随着逻辑单元数量增加，布线长度以及布线中的缓存器个数也会增加，从而增加时延。特别是当FPGA电路中的逻辑单元数量增多时，布线的复杂程度会上升，反向器的时延也会增加。

此外，在FPGA布线中，使用全局信号线进行布线也可能会增加反向器的时延。由于全局信号线不可直接连接不同的逻辑单元，因此在全局信号线上传输信号通常需要多次缓存，这也会导致反向器的时延增加。

3、反向器延时与综合有关

在FPGA设计的综合过程中，设计者需要根据自己的应用需求选择不同的综合选项。综合选项会影响FPGA的内部结构，对反向器的时延也会产生影响。如果综合选项不当，为了满足应用需求，可能会使用更多的逻辑单元，从而导致布线的复杂度上升，进一步增加反向器的时延。

4、如何降低反向器的时延

虽然FPGA内部结构和布线等因素可能会导致反向器的时延较大，但FPGA设计者可以采取一些措施来降低时延。

首先，设计者应该熟悉FPGA的内部结构，尽可能合理地安排布局和方案，以最小化反向器的时延。其次，设计者可以通过时钟网络控制技术来降低反向器的时延。通过设计时钟信号时域和电域的布局，可以避免时钟提早或延迟，从而缩短时延。此外，如果有控制时延的需求，如时序要求非常严格，设计者可以尝试使用手工布线，充分考虑时序优化，从而控制反向器时延的大小。

总之，由于FPGA内部结构、布线和综合等因素，反向器的时延较大是可以理解的。设计者可以通过优化布局和方案，控制时钟网络以及进行手工布线等措施来降低反向器的时延，从而提高FPGA系统的性能。