Virtex-5FPGA设计Gbps无线通信基站

　　3.2.2 多时钟与亚稳态的解决

　　在通常的UART设计中，由于CPU时钟与UART的数据接收、发送时钟是处在不同的时钟域，时钟频率和相位上存在差异，导致时序不能满足建立时间和保持时间的要求，即数据的输出处于不确定状态，从而出现时序违反(slack0)和亚稳态。本文通过采用同步电路设计，有效地解决时序和亚稳态的问题[6][7]。

　　3.2.3 UART 核的综合与优化

　　通过对RTL级进行优化，再仿真验证正确后，可以对UART核进行综合优化。本文采用SYNOPSYS软件的design compile进行综合优化，利用tcl（tool command language）语言编写综合优化的脚本。采用0.35um的工艺，将时钟周期设置为5ns,在满足时序(slack>0)的基础上经过综合优化，生成的时序、功耗、面积等参数如表1所示，优化后的功耗和面积满足了ASIC/SoC的要求。

表1 接收/发送模块综合得出的功耗、面积、时序等参数

4 结束语

　　本文利用SYNOPSYS软件设计IP核，更适合用于ASIC/SoC设计，而采用传统的EDA软件实现的则适合用在FPGA上，不适合用来做掩膜生成ASIC/SoC。本UART核的逻辑设计采用VerilogHDL语言，用状态机和移位寄存器设计使整个设计的时序清晰，同时减少了接收模块停止位的判断，通过对RTL级优化避免了毛刺、亚稳态、多时钟等问题，仿真和验证采用的是SYNOPSYS软件的VCS，通过对时序、功耗、面积的综合考虑，最后通过SYNOPSYS软件的design compile 综合优化完成的IP 核可成功应用到ASIC/SoC 设计上。

　　本文作者创新点是利用SYNOPSYS软件设计IP核，适合直接应用到ASIC/SoC设计中，并对RTL级做了优化，消除了在UART设计中碰到毛刺、亚稳态、多时钟等问题；通过测试平台（testbench）来仿真和验证，RTL 代码精简，时序、面积和功耗都做了优化，达到了IP核的要求。