为满足高精度信号处理需求,我们开发了业界的第一款精度可调数字信号处理(DSP)模块。这一集成模块是Stratix® V、Arria® V和Cyclone® V FPGA 28-nm DSP系列产品的一部分,在编译时可以采用18位模式或者高精度模式来配置每一模块。
采用精度可调DSP模块,在一个DSP模块中,Arria V和Cyclone V FPGA能够在每一模块基础上支持从9位 x 9位到单精度浮点(尾数乘法)的各种精度范围。这样,您可以不受FPGA体系结构的限制,在每一级DSP数据通路上使用最佳精度。您还会受益于更好的系统性能、更低的功耗以及更少的体系结构限制。
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网播:采用Arria V和Cyclone V精度可调DSP模块实现高性能DSP应用 这一网播介绍了Arria V和Cyclone V FPGA在DSP模块上的5项主要增强措施。DSP模块采用了精度可调体系结构,支持您为每一模块选择所需的精度。 王欣, ,Altera资深应用工程师 |
白皮书:采用Arria V和Cyclone V精度可调DSP模块实现高性能DSP应用(PDF)
进一步优化了Arria V和Cyclone V FPGA中的精度可调DSP模块,在以下方面进行了增强:
- 108路输入,74路输出。
- 18x19乘法模式,支持预加器使用两路18位输入。
- 可选第二个累加器(反馈寄存器),用于复数串行滤波。
- 两个18x19独立乘法器
- 在18位模式中,对于使用硬核预加器和外部系数没有限制。
图1.Arria V和Cyclone V FPGA精度可调DSP模块体系结构,18位精度模式
图2.Arria V和Cyclone V FPGA精度可调DSP模块体系结构,高精度模式
Arria V和Cyclone V FPGA乘法器精度范围,单模块模式和多模块模式
| 表1.Arria V和Cyclone V FPGA乘法器,单模块模式 | |
|---|---|
| 乘法器数量 | 乘法器精度 |
| 三个独立乘法器 | 9x9 |
| 两个汇总模式乘法器 | 18x19 |
| 两个独立乘法器 | 18x19 |
| 一个独立不对称乘法器 | 18x36 (1) |
| 一个独立高精度乘法器 | 27x27 |
注释:
1. 需要DSP模块之外的其他逻辑
| 表2.Arria V和Cyclone V FPGA乘法器,多模块模式 | |
|---|---|
| 乘法器数量 | 乘法器精度 |
| 一个独立36x36乘法器 | 2 (1) |
| 一个独立54,54乘法器 | 4 (1) |
| 一个18x18复数乘法器 | 2 |
| 一个18x25复数乘法器 | 4 (1) |
| 一个18x36复数乘法器 | 4 (1) |
| 一个27x27复数乘法器 | 4 |
1. 需要DSP模块之外的其他逻辑
级联总线
所有模式都具有64位累加器,每个精度可调DSP模块提供64位级联总线,支持使用专用总线级联多个模块实现精度更高的信号处理功能。
精度可调DSP体系结构保持了后向兼容。它能够有效的支持现有18位DSP应用,例如,高清晰视频处理、数字上变频或者下变频以及多速率滤波等。
Arria V和Cyclone V FPGA的应用
- 工业视频
- 广播系统
- 无线系统
- 医疗成像
- 军用雷达
- 高性能计算

