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  • 2019-09-08 16:01:31

     

     

    如何提高电路工作频率

        对于设计者来说,我们当然希望我们设计的电路的工作频率(在这里如无特别说明,工作频率指FPGA片内的工作频率)尽量高。我们也经常听说用资源换速度,用流水的方式可以提高工作频率,这确实是一个很重要的方法,今天我想进一步去分析该如何提高电路的工作频率。

    我们先来分析下是什么影响了电路的工作频率。

    我们电路的工作频率主要与   寄存器到寄存器之间的信号传播时延  及  clock skew   有关。在FPGA内部如果时钟走长线的话,clock skew很小,基本上可以忽略, 在这里为了简单起见,我们只考虑信号的传播时延的因素。

    信号的传播时延包括  寄存器的开关时延 走线时延     经过组合逻辑的时延   ( 这样划分或许不是很准确,不过对分析问题来说应该是没有可以的),要提高电路的工作频率,我们就要在这三个时延中做文章,使其尽可能的小。

    我们先来看开关时延,这个时延是由器件物理特性决定的,我们没有办法去改变,所以我们只能通过改变走线方式和减少组合逻辑的方法来提高工作频率。

    1.通过改变走线的方式减少时延

     以altera的器件为例,我们在quartus里面的timing closure floorplan可以看到有很多条条块块,我们可以将条条块块按行和按列分,每一个条块代表1个LAB,每个LAB里有8个或者是10个LE。它们的走线时延的关系如下:同一个LAB中(最快) < 同列或者同行< 不同行且不同列。
    (1)通过给综合器加适当的约束

    不可贪心,一般以加5%裕量较为合适,比如电路工作在100Mhz,则加约束加到105Mhz就可以了,贪心效果反而不好,且极大增加综合时间

    (2)可以将相关的逻辑在布线时尽量布的靠近一点,从而减少走线的时延

    注:约束的实现不完全是通过改进布局布线方式去提高工作频率,还有其它的改进措施

     

    2.通过减少组合逻辑,减少时延

    上面我们讲了可以通过加约束来提高工作频率,但是我们在做设计之初可万万不可将提高工作频率的美好愿望寄托在加约束上,我们要通过合理的设计去避免出现大的组合逻辑从而提高电路的工作频率,这才能增强设计的可移植性,才可以使得我们的设计在移植到另一同等速度级别的芯片时还能使用。

    (1)切割组合逻辑,减少LUT级联

    减少输入条件

    目前大部分FPGA都基于4输入LUT/6输入LUT,如果一个输出对应的判断条件大于四输入的话就要由多个LUT级联才能完成,这样就引入一级组合逻辑时延,我们要减少组合逻辑,无非就是要输入条件尽可能的少,这样就可以级联的LUT更少,从而减少了组合逻辑引起的时延。

    流水线技术切割组合逻辑

    流水线技术(PipeLine)就是一种通过切割大的组合逻辑(在其中插入一级或多级D触发器,从而使寄存器与寄存器之间的组合逻辑减少)来提高工作频率的方法。比如一个32位的计数器,该计数器的进位链很长,必然会降低工作频率,我们可以将其分割成4位和8位的计数,每当4位的计数器计到15后触发一次8位的计数器,这样就实现了计数器的切割,也提高了工作频率。

    将计数器移除FSM

        在状态机中,一般也要将大的计数器移到状态机外,因为计数器一般是经常是大于4输入的,如果再和其它条件一起做为状态的跳变判据的话,必然会增加LUT的级联,从而增大组合逻辑。以一个6输入的计数器为例,我们原希望当计数器计到111100后状态跳变,现在我们将计数器放到状态机外,当计数器计到111011后产生个enable信号去触发状态跳变,这样就将组合逻辑减少了。

    上面说的都是可以通过流水的方式切割组合逻辑的情况,但是有些情况下我们是很难去切割组合逻辑的,在这些情况下我们又该怎么做呢?

     (2)切割大状态机

        状态机就是这么一个例子,我们不能通过往状态译码组合逻辑(一般为case语句)中加入流水。如果我们的设计中有一个几十个状态的状态机,它的状态译码逻辑将非常之巨大,毫无疑问,这极有可能是设计中的关键路径。那我们该怎么做呢?还是老思路,减少组合逻辑。我们可以对状态的输出进行分析,对它们进行重新分类,并根据这个重新定义成一组组小状态机,通过对输入进行选择(case语句)并去触发相应的小状态机,从而实现了将大的状态机切割成小的状态机。在ATA6的规范中(硬盘的标准),输入的命令大概有20十种,每一个命令又对应很多种状态,如果用一个大的状态机(状态套状态)去做那是不可想象的,我们可以通过case语句去对命令进行译码,并触发相应的状态机,这样做下来这一个模块的频率就可以跑得比较高了。

    总结:提高工作频率的本质就是要减少寄存器到寄存器的时延,最有效的方法就是避免出现大的组合逻辑,也就是要尽量去满足四输入的条件,减少LUT级联的数量。我们可以通过加约束、流水、切割状态的方法提高工作频率。

     

     

     

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  • 因为最近打字较多,感觉全拼输入比较慢,就想提高一下打字速度。去学五笔输入,成本实在有点高。有没有尽量不改变拼音输入的习惯,就能大副提升打字速度,而学习成本又不高的方法呢?百度和知乎搜索了一些零散知识,...

    因为最近打字较多,感觉全拼输入比较慢,就想提高一下打字速度。去学五笔输入,成本实在有点高。有没有尽量不改变拼音输入的习惯,就能大副提升打字速度,而学习成本又不高的方法呢?

    百度和知乎搜索了一些零散知识,我在使用了两周后,认为这种输入方式熟练后不但能提高打字速度(可提高3倍以上),还更符合认知习惯和我们的思考方式。这个方法就是你可能听过但没有用过的双拼输入方案。

    学习双拼成本其实并不高,2周入门,学会后,你会很有成就感,在别人对着你的键盘莫名其妙的时候,你还可以秀一秀。

    我将自己练习双拼的历程总结如下,想提高打字速度的朋友可以借鉴。

    1.原理

    我们熟练的全拼输入法是一个字母一个字母敲出来的,比如爽(shuang)这个字,全拼输入需要6次按键。要提高输入速度单纯依赖增加击打速度是不够的,必须减少按键次数,而将字母组块输入就是减少按键次数的有效方法。

    这就像盖房子一样,以前是一块砖一块砖的磊,施工速度慢。但在现场做好模板,然后浇筑混凝土,整体成型,不但保证质量,施工速度也快了几倍。

    打字同理,汉字的拼音是由声母+韵母(也有一些零声母的,比如an,ao,ang等)构成的。如果我们将声母和韵母都分别用一个键盘上的英文字母代替,所有的拼音只要两次按键就可以了。

    完整拼音=1声母+1韵母。

    f0a8fc09eb01d4561babd6ba1989e9bc.png

    这就是双拼输入的基本思路,将拼音分解为声母+韵母,并将所有声母和韵母映射到键盘上。

    比如前面我举的爽字,全拼输入需要击打键盘6次,而声母+韵母的方式只需要2次按键就可以了(【sh】+【uang】),整整提高了3倍。

    这也符合我们的认知习惯,我们当初学拼音学的不是单个字母,而是学的声母和韵母。

    那大家可能会疑惑,既然双拼这么好,那为什么没有普及呢,大多数人还是用的全拼。

    第一点:从商业上来讲,双拼方案没有盈利模式,导致没有人去推广;

    第二点:因为键盘是外国人设计的,也没有标注声母和韵母,所以需要一点学习成本,大部分人懒于学习。其实这个学习成本很低,熟练后就形成了肌肉记忆,不会比玩王者荣耀熟练一个英雄难。

    注:双拼输入不是一种软件,它是一种打字的解决方案,基本上所有的输入法软件都支持这种解决方案。我用的是坚持更新,兼容性不错的小鹤双拼输入方案,下面内容和截图以小鹤双拼为例,其他智能ABC,拼音加加等双拼方案基本类似。

    因为学习一个技能需要一个合适的环境,环境促进我们的习惯形成。

    所以我们需要先安装工具和创造环境。

    2.双拼使用环境构建

    PC界面步骤:

    Step1:

    如果你用的是搜狗,在属性设置-特殊习惯选择双拼,双拼方案中选择小鹤双拼,并将双拼展开提示、双拼下同时使用全拼和超级简拼都勾选上。设置效果如下图:

    f0a8fc09eb01d4561babd6ba1989e9bc.png

    设置成功你的输入法已经支持双拼了,可以打vs试试,看出来的是不是“中”这个字。

    Step2:

    将小鹤双拼的键盘分布图片打印出来(本文第一张图),花几分钟熟悉一下sh,ch,zh三个双声母和所有韵母的具体位置。这张纸可以放在显示屏前,辅助记忆和查找。

    f0a8fc09eb01d4561babd6ba1989e9bc.png

    手机界面设置步骤

    Step1:下载讯飞输入法(其他的没有找到双拼练习皮肤);

    Step2:输入设置里双拼输入选择“小鹤双拼”。

    Step3:在皮肤里选择启用“小鹤双拼学习”的皮肤。设置好后键盘效果如下:

    f0a8fc09eb01d4561babd6ba1989e9bc.png

    这样,我们双拼的使用环境就构建成功了。

    3.练习方法:

    小鹤官方网站有一些练习的工具,但我觉得没必要,日常使用中慢慢熟悉就好,边用边学才是最高效的方法。改变一个几年甚至十几年的习惯没那么容易。特别是刚开始的两三天,你会觉得非常别扭,打字速度很慢,总想全拼输入。

    你可以先考虑用手机练习(键盘有提示)。在熟悉了声母和韵母的位置后,就将电脑里的兼容全拼方案关闭,逼着自己在所有环境中都使用双拼。

    这一两周时间会非常痛苦,有些人会熬不住,甚至会退回原来的全拼输入。但只要你成功熬过这段时间,就会喜欢上这种思考方式和打字方式。

    4.进阶:

    完整的双拼方案一般都提供辅助码,学会辅助码后,就无需借助候选框,实现盲打的效果。我看了下辅助码的介绍,学习成本比双拼要高些,等双拼熟练一段要时间后可考虑再学习辅助码。

    5.总结;

    1)双拼除了能提高输入速度外,它可以减少按键次数,符合认知习惯,让我们的大脑更多的去思考,而不是将注意力放在击打键盘上;

    2)创造使用环境,不要做单纯的无意义的练习,边用边学更有成就感;

    3)坚持使用,逐渐熟练,形成习惯,这其实是学会任何技能的方法。

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  • 在相同的配置下如何提高Solidworks的运行速度呢?随着装配零件数量和复杂度增加,软件对系统资源的需求就相对增加,软件的运行速度就会下降,用起来会很“不爽”。造成这种状况的原因有两种:1是亲的电脑太渣,2是...

    在相同的配置下如何提高Solidworks的运行速度呢?随着装配零件数量和复杂度增加,软件对系统资源的需求就相对增加,软件的运行速度就会下降,用起来会很“不爽”。造成这种状况的原因有两种:1是亲的电脑太渣,2是没有合理的设置Solidworks。

    1. 官方的推荐配置:

    Solidworks官网有最近三个大版本SOLIDWORKS的推荐配置:http://www.solidworks.com.cn/sw/support/SystemRequirements.html  ,读者可以根据实际需要适当选配。另外读者需要注意以下几点:

    SOLIDWORKS 2014是最后一个支持32位操作系统的版本,从SOLIDWORKS 2015开始将不在支持32位操作系统。

    CPU的选择:如果主要用来建模则选择高主频的CPU,如果更多用来做分析仿真和渲染则选择多核的CPU。

    2. 优化windows的设置来提高速度

    2.1 改变SOLIDWORKS优先级

    临时改变SOLIDWORKS的优先级:调用任务管理器。切换到"进程",找到用户想要优先的运行的程序,点击右键,选择"设置优先级",选择用户希望的优先类型.

    永久改变SOLIDWORKS的优先级

    用记事本新建一个文件,加入以下类似的语句:

    Echo off

    Start ""/high  "C:\Program Files\SOLIDWORKS Corp\SOLIDWORKS (2)\SLDWORKS.exe"

    改成自己的SOLIDWORKS程序的位置,文件后缀.TXT改为.BAT并保存。以后可以运行这个BAT文件启动程序,让程序按照用户设定的优先级运行。

    2.2 设置虚拟内存

    虚拟内存的设置(右键我的电脑->属性),内存再高也不要禁用,设置成系统自动管理就行。

    话说一开始小编用的是WIN10,16G内存,整天提示内存不足(先前用WIN7 WIN8.1都没有这个问题),虚拟内存设置多大都没用,一气之下加在32G,不过即使是32G,我禁用虚拟内存后时不时电脑会有点问题,设置成系统自动管理后从些电脑安静了。

    2.3 取消Aero的“玻璃”效果

    2.4 调整视觉效果

    电脑中如何设置讲完了,接着我给同学们说一下在solidworks中如何设置才能对软件的运行速度有所提高,请翻到第2页查看。

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  • 程序员如何提高编程时打字速度的5个Tips

    千次阅读 多人点赞 2020-10-18 23:08:26
    文章目录程序员如何提高编程时打字速度前言打字速度等级测试编程时打字速度提高编程时打字速度的TipsTips1: 选用合适的键盘Tips2: 保持正确的坐姿和打字姿势Tips3: 选择一个好的打字练习网站练习Tips4: 选择一个好的...

    程序员如何提高编程时打字速度

    前言

    一般地说,程序员的打字速度要快过普通人,仅次于秘书、记者、编辑等文字工作者。

    但是在编程时,因为代码中含有大量特殊字符,因此程序员的打字速度要大打折扣。比如,平时英文打字可以达到60 - 80 wpm (每分钟输入单词数),但是在编程时可能只能达到 30 - 40 wpm,差不多慢了一半。

    而国内程序员,因为平时使用中文输入法有智能联想功能,因此对英文输入时的准确度稍差,也会导致编程时打字速度不够快。

    打字速度等级

    一般地说,打字速度等级如下:

    • 40 wpm:平均水平
    • 60 wpm:专业水平
    • 80 wpm:高级水平

    对一个职业程序员来说,编程时打字速度最少应达到40 wpm,建议达到 60 wpm 或以上。

    测试编程时打字速度

    可以在 typing.io 上测试一下自己熟悉的编程语言的打字速度。

    提高编程时打字速度的5个Tips

    Tips1: 选用合适的键盘

    不建议在笔记本电脑键盘上来练习打字,建议买一个专门的键盘(比如机械键盘)来练习打字。

    Tips2: 保持正确的坐姿和打字姿势

    长时间练习打字,会导致手腕、腰部、颈部和眼睛疲劳,保持正确的坐姿和打字姿势非常重要。

    Tips3: 选择一个好的打字练习网站练习

    推荐在 typing.com 上来从初级、中级到高级循序渐进地练习英文打字。

    不建议在一些不好的打字练习软件或网站上浪费时间。

    Tips4: 选择一个好的编程打字练习网站练习

    在练习好英文打字后(盲打60 wpm以上),可以在编程打字练习网站练习自己熟悉的编程语言的编程。比如:

    对编程语言中常用的特殊字符,可以针对性地进行练习。

    以Java为例,影响编程时打字速度的特殊字符主要包括:

    字符说明字符说明
    @注解"双引号
    <>小于/大于,泛型'单引号
    ()方法=赋值
    {}代码块&&||!逻辑运算符;与,或,非

    Tips5: 重复练习

    打字是一个眼到手到的活儿,除了有正确的学习方法外,更重要的是要重复练习到产生肌肉记忆(盲打),打字速度才能越来越快。

    消除其他影响编程速度的因素

    • IDE:好用的IDE会非常提高效率,比如Java程序员最爱用Intellij IDEA。

    • 不要中英文切换:写代码时,将输入法调整为英文,且不要中英文切换。

    • 快捷键:记忆IDE的快捷键,并且借助一些IDE插件或练习网站来加强练习:

      • 快捷键Cheatsheet: 在Intellij中打开 Help / Keymap References
      • IDE插件:比如Intellij IDEA的Presentation Assistant。
      • 快捷键练习网站:比如,https://www.shortcutfoo.com/
    • API的熟悉程度:边写代码,边搜索API用法,肯定会大大降低编程速度,对常用的库和框架的API要非常熟悉,脑速才能跟得上手速。

    • 编程练习:只有写的代码多了,熟悉编程的算法和数据结构了,编程才能快。程序员编程和作家写作一样,都是创造性的活动,而不是简单的抄写,只有写得代码多了,看到问题,脑子里能自然转换成代码,才能真正地提高编程速度。

    后记

    据说,Google的程序员每天的有效代码行数为150行(不包括测试代码)。

    从某个角度来说,程序员的效率不在于打字速度有多快,而是在于如何产出高质量的代码,包括:

    • TDD:红-绿-重构
    • DRY原则:
      • 抽取出公共方法
      • 通过泛型实现支持多种类型的通用方法
      • 使用第三方库,不重复造轮子
    • SOLID原则

    但是打字速度慢,会让程序员在编程时,还要操心键盘上的键在哪个位置,会干扰编程时的思路(心流)。

    或者这么说,一个专业的程序员应该要追求又快又好,也就是快速地写出bug free的代码。这点在在线编程练习或竞赛(比如HackerRank)时更为重要。

    无他尔,手熟尔。

    与君共勉。

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