SoPC系统的综合优化设计策略

参考文献[7]中探讨了Nios II系统的优化途径。文中归纳系统优化有如下方法：

①运算应采用定点运算。经过测试，浮点加法和乘法运算消耗的时间为定点运算的5～6倍，如果需要浮点运算，也应该采用自定义指令的方式来实现。

②采用C语言和汇编语言混合编程。对计算量大的多次调用的程序模块采用汇编语言，对主干流程语言采用C语言，这样可以照顾到程序的可读性，效率也较高，同时缩减程序占用资源量。

③使用用户自定义指令。将一些复杂的算法由软件转而交由硬件来实现，可以获得较高的效率提升。

④使用硬件加速提高软件性能。通过添加外部协处理器来加速数据功能。

⑤多处理器系统。使用两个或多个处理器来提高系统的数据处理能力。

通过上面分析，进行系统优化似乎是一个矛盾的过程：有时需要优化以缩减代码量并减少资源占用，有时又通过增加逻辑和添加处理模块来提升数据处理能力。实际上，*价一个系统设计的好坏，除了需要实现基本的功能外，还要看使用逻辑资源和性能的综合比较，以更好地利用处理器，达到最好的性能。

3 实验结论

在系统设计中，应用文中分析的综合优化设计方法，系统最高频率有了较大提升，从最初的88.24 MHz，优化至目前的111.73 MHz。由于在Quartus II编译器参数没置中，要求最高时钟设置为132 MHz，因此优化后最高时钟报告以红色显示，表示没有达到预先设置的132 MHz时钟要求。相比于优化前，系统最高频率提高了26.62％，可见采取的综合优化设计措施比较有效。对于EP2S60器件，在没有添加Nios II系统时，可以较容易达到200～300 MHz的最高时钟频率，加入Nios II经过优化处理，最高时钟频率目前只实现111.73 MHz，应该还有进一步优化空间。可以考虑对关键路径进行手工连线，采用DSE算法和逻辑锁定技术进行进一步的优化，从而提高系统最高频率。

作者：杨进，邱兆坤，杨德贵 来源：维库开发网