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事件回顾

9月14日-16日，芯动力人才计划®第119期国际名家讲堂在上海成功举行。

上海科技大学哈亚军教授分享了FPGA时序和功耗优化以及高层次综合的重要知识点，并结合实际案例进行了深入讲解。

提问，是通往答案的第一步。

求知若渴，不放过课间的每一分钟。

Break Tea闪亮登场。

理论与实操相结合，深入探索FPGA时序/功耗优化和高层次综合的过程。

领取“小芯”专属福利。

最后跟着“小芯”的步伐，一起来回顾一下精彩瞬间吧~

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学霸干货笔记

来自上海科技大学李睿的分享

1.时序优化：

可以通过添加约束来达到优化时序的目的，例如，我们可以通过设置时钟周期、建立时间、保持时间、输入延迟、输出延迟等参数来指定设计的时序要求，以及通过设置假路径、多周期路径等参数来排除不影响功能的路径，从而减少综合工具的优化范围和难度。同时还可以通过对布局布线进行优化，来达到优化时序的目的。

2.功耗优化：

可以通过逻辑和物理设计优化来降低功耗，例如，我们可以通过使用更简单或更高效的逻辑表达式、减少信号的扇出、使用更小或更快的逻辑单元、减少互连长度和拥塞等方法来降低功耗。

3.高层次综合:

它是一种将数字系统的抽象行为规范转换为寄存器传输级别结构的自动化设计过程。HLS的目标是让硬件设计者能够高效地构建和验证硬件，让设计者在更高的抽象层次描述设计，而工具负责RTL实现。HLS通常使用C/C++等高级语言作为输入，通过综合、分配和调度等步骤，生成HDL（如Verilog或VHDL）的RTL描述。然后，这些RTL描述可以用传统的逻辑综合流程生成门级实现。HLS可以提高设计的生产效率和可维护性，同时保持或提高设计的性能和资源利用率。

来自上海科技大学李琳的分享

1.时序优化：时序优化是指通过改变设计的物理特性（如逻辑门的布局和互连）以满足时序要求。在FPGA时序优化中，我们可以通过约束优化、布局和布线优化，以及适当的时钟管理来改善设计的性能。例如，通过对设计中的时钟、I/O以及其他信号进行适当的约束，帮助综合工具更好地进行综合优化，可以有效地优化时序并提高设计的性能。

2.功耗优化：功耗优化是指通过改变设计的物理和逻辑特性来降低功耗。在FPGA功耗优化中，电源闸门技术通过关闭不必要的时钟来降低动态功耗，电压调整可以降低功耗，同时逻辑和物理设计的优化也很关键。

3.高层次综合：高层次综合(HLS)是一种将算法级或系统级描述转换为寄存器传输级别(RTL)描述的方法。在高层次综合(HLS)中，选择合适的数据类型和优化数据传输是关键。例如，使用定点数代替浮点数可以降低资源使用，提高性能。同时，使用突发传输和合理的数据打包可以减少数据传输量，提高存储器带宽利用率。

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天天“芯”想法

天天“芯”想法是国际名家讲堂的线下专属活动，这里有技术讨论、心得分享、合作交流，下面让我们近距离看看他们的“芯”声。

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吴兰艳-中国科学院深海科学与工程研究所

这门课程内容非常丰富和实用，涵盖了FPGA时序和功耗优化以及高层次综合的重要知识点，并结合实际案例进行了深入讲解。通过学习这些内容，我对FPGA设计的时序和功耗优化有了更深入的理解，也能够更好地应用高层次综合工具进行设计和优化。

这门课程不仅提升了我在FPGA设计方面的能力，还扩展了我的技术视野。课程的组织和安排很合理，以授课+实验的模式让我们能够循序渐进地学习并实践所学知识，在短时间内学有所得。

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赵国盛-北京广利核系统工程有限公司

通过培训，进一步了解了FPGA时序和功耗优化的重要性以及相关技术和方法。学习了时序约束的编写和分析方法，了解了时序路径的分析和优化技巧，以及功耗优化的策略和工具等。这些知识让我能够更好地理解和解决FPGA设计中的时序和功耗问题，并有效提高设计的性能和效率。

掌握高层次综合技术：高层次综合是一种将高级语言代码自动转换为FPGA可编程逻辑的技术。通过培训，我学习了高层次综合的原理和工作流程，了解了如何有效地使用高层次综合工具进行设计。这项技术能够大大提高设计的开发效率和可维护性，减少设计周期，让我能够更专注于算法和功能的设计，提高了我的工作效率。

实践与案例分析：培训中，我们进行了大量的实践，通过实际操作和实验，我深入了解了一些常见的时序和功耗优化技术的应用，并通过案例分析了解了设计中可能遇到的各种问题和解决方案。这种实践与案例分析的方式让我更好地理解和掌握了相关知识，为我今后的工作提供了宝贵的经验。

总的来说，参加本次培训是一次非常有收获的经历，后续回去也需要进一步消化吃透，将这些新学到的知识和经验能够应用到实际的工作以及开发的项目产品，最后感谢本次活动的组织方，谢谢。

3

郑天宇-天津先进技术研究院

本次培训，让我进一步了解了FPGA的原理以及操作。哈老师采用通俗易懂的方式，讲解了时序和功耗相关的理论知识，同时，也讲解了高水平综合这一块的内容，大大拓展了我的视野。另外，实验内容丰富，操作手册详细，让我快速上手vivado系列的产品，并完整跟进整个操作流程，加深了体验和认知，对我以后深入从事FPGA的研究有很好的指导作用。

整个课程对我而言，收获满满，不仅加深了我对FPGA的认知，还锻炼了我的实操能力。感谢哈老师的精彩授课，也感谢主办方能有这样一个机会让我得到这么一个宝贵的锻炼机会，谢谢！

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司家辰-东南大学

本次FPGA时序/功耗优化和高层次综合培训让我收获许多，哈亚军教授思路清晰，深入浅出，复杂的概念被他讲得明明白白。课程内容非常实用，时序、功耗优化以及高层次综合，对于我们未来的工作非常重要。此前虽然对FPGA有一定接触但没有接触过这些进阶的内容，哈教授从底层的硬件原理讲起，把设计背后最深层的逻辑展示出来，让我对于FPGA有了更深层的理解，对以后的设计工作有很好的指导作用。

此外，课程设置也很合理，理论授课与Lab实践交织，每次课程之后都能及时地在实验中验证所学到的知识。一点小小的遗憾是课程三天时间略有些紧，还有些实验未能完成，后面需要进一步消化。

感谢哈亚军教授的精彩授课，也感谢主办方的支持！

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李嘉敏-季华实验室

这次培训受益良多，从几个方面说一下自己此次课程的体验:

课程介绍/预告：哈教授在公众号文章里关于本次培训的内容做了非常详尽的介绍和讲解，这十分钟的视频高度概括了三天培训的课程内容，能够让大家明确自己对课程是否有需求，有针对性的报名该课程。

课程内容：该课程受用人群相对较广，不管是新接触FPGA的学生还是有一定设计经验的FPGA工程师，都能够从这门课程学习到新的知识，有新的领悟。工程师在解决工程问题的时候，会遇到各种各样的问题，而真正提高能力的途径不是针对单一问题去找解决方法，而是从最底层去剖析问题，从根源找出问题。哈教授从最基本的原理讲起，真正做到了“授人以鱼不如授人以渔”。

课程练习：实验手册写得非常仔细，不仅每一步操作都很细致，而且操作下面也有大量解释和备注。实验涉及到的操作比较广泛，不仅能够针对这次课程进行提高，也能够锻炼对VIVADO软件的熟练掌握程度。两个助教对实验非常熟悉，有问必答，且实验内容贴合课程内容，能够达到训练和举一反三的效果。

课程建议：总体来说，此次课程从内容到形式上，都非常好，唯一不足或者有些遗憾的是课程内容相对紧凑，实验练习时间有限，留给自己复习和预习的时间也不多，有些哈教授讲的内容可能还不能很快理解和消化。希望课程结束以后，我们理一理这三天的学习内容以及实验部分还没有完全掌握的地方，之后可以针对课程中一些疑惑的地方，再找哈教授解答一下。

感谢哈教授的倾囊授课，很高兴参与这次培训！

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李文晶-上海复旦微电子集团股份有限公司

当参与FPGA时序/功耗/HLS的课程时，我深感受益匪浅。课程内容涵盖了广泛的主题，从基础知识到高级技术，使我对FPGA有了更全面的理解。

专家的讲解非常清晰明了，用实际案例和场景来讲解抽象概念，让我能够更容易地理解和应用所学知识。

我特别喜欢课程中的LAB环节，通过实际操作，我能够将理论知识应用到实际项目中。

最后，我希望未来的课程中可以增加一些高级应用和案例分析，以进一步挑战我们的学习深度。

总的来说，这门课程对我的职业发展有着积极的推动作用，感谢组织这样一门有价值的课程！

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贾昊臻-南京航空航天大学

参加FPGA时序/功耗优化和高层次综合培训，我收获很多。哈亚军老师的授课方式生动形象，讲课内容由浅入深，深入浅出的讲解了FPGA的时序、功耗和高层次综合等内容，让我作为刚入门FPGA的新人也能听懂，并且上手进行了实践，对时序、功耗、以及HLS有了较为深入的理解，相信对我以后在学校的课题也有很大的帮助。实验部分和理论部分结合紧密，只是我可能上手有点慢，有些实验还没有做完，回去以后再进行实验。总体而言，这次的培训课程非常的好，感谢哈亚军教授的精彩讲解。

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淦雪强-上海仙工智能科技有限公司

感谢哈教授的FPGA时序功耗优化和高层次综合这门课程，由底层至顶层深入浅出的讲解方式让人受益匪浅。

架构和工具的概述从FPGA芯片的结构出发，描述了FPGA的内部组成和相关的原理，为后面的学习做铺垫、打好基础。

FPGA时序和功耗的优化，针对性的解释时钟同步原理和功耗产生原因，并详细阐述同步和功耗优化方法，有助于后面设计的综合性能。

高层次综合的概念和应用，描述了高层次综合的优化方法和HLS工具的优化技巧，作为整个课程的进阶，为以后的工作提供了新思路。

感谢组织这样一场有价值的课程，让我收获颇多！

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詹洪骁-南开大学

本次参加《FPGA时序/功耗优化和高层次综合》课程收获颇丰。作为来自计算机专业的学生，我们一开始并不太了解硬件相关的内容，对于FPGA架构和Verilog编程并不熟悉。通过哈老师深入浅出的讲解，我们了解到了许多硬件知识，理解了硬件的一些底层原理。这些知识对我们来说十分新鲜，可以帮助我们在后面的软件层面的工作中更好地使用相关工具。

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侯垒-苏州科技大学

这次参与“芯动力”课程对我来说是一次收获颇丰的学习经历。哈教授系统地介绍了多角度时序优化的方法；功耗的形成原因，分析与优化；以及HLS设计的原理和应用策略。通过本次课程安排的实验，不仅巩固了我对这些概念的理解，还让我看到了它们在实际操作中的具体应用。这次学习使我对芯片设计有了更深的理解，并为后续学习和工作提供了许多新的思路和方向。希望课程能进一步包括如何将这些概念应用于特定场景，如通信或图像处理等内容。

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