Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Исследование неконвейеризированного умножителя lpm_mult




В качестве разрядности операндов необходимо использовать удвоенную разрядность из индивидуального задания.

На стр.2 мастера настроек мегафункции LPM_MULT установил реализацию с использованием логических элементов. Выполнил компиляцию.

Тестируемая схема приведена на рис. 17.

 

Рис. 17. Схема тестируемого умножителя

 

Временные характеристики и аппаратурные затраты до и после настройки tpd Requirement, соответствующее минимальному значению, определенному временным анализатором, приведены в табл. 2.

 

Таблица 2. Временные характеристики и аппаратурные затраты для неконвейеризированного умножителя

 

Блок проекта Временной параметр Временные характеристики Аппаратурные затраты
tpd Requirement = OFF tpd Requirement = ON (21,702 нс)
Lpm_mult0 tpd min 21,702 нс 17,692 нс 207 элементов
tpd max 27,221 нс 19,202 нс

 

Из анализа результатов видно, что после задания tpd Requirement = 21,702 нс среда проектирования Quartus 2 произвела автоматически наиболее оптимальную разводку схемы на плате, за счёт чего уменьшились задержки распространения сигналов.

 

 

Исследование конвейеризированного умножителя lpm_mult

На рис. 18. представлена тестируемая схема.

 

Рис. 18. Схема тестируемого конвейеризированного умножителя

 

Тестирование проводилось для конвейеризированного умножителя lpm_mult с числом этапов конвейера от 0 до 4.

Частотные характеристики и аппаратурные затратыдля конвейеризированного умножителя представлены в табл. 3.

 

Таблица 3. Частотные характеристики и аппаратурные затраты для конвейеризированного умножителя

Блок проекта Число этапов конвейера Максимальна тактовая частота Аппаратурные затраты
Lpm_mult0 77,63 МГц 181 элемент
147,19 МГц 262 элемента
152,93 МГц 323 элемента
207,77 МГц 415 элементов
187,65 МГц 457 элементов

 

 

Как видно из результатов тестирования, увеличение числа этапов конвейера до некоторого предела ведет к увеличению производительности умножителя. Однако с некоторого момента это увеличение себя не оправдывает. Такой результат связан с тем, что операцию умножения чисел можно разбивать на этапы до тех пор, пока не будет достигнут элементарный процесс, выполняемый одной ступенью конвейера. Превышение этого предела ведёт к тому, что, фактически, просто начинают ставиться каскадно-включенные триггеры. Т.е. дальнейшее увеличение ступеней ничего полезного не несёт, а только уменьшает производительность, т.к. триггеров становится слишком много (происходит перенасыщение), и их тяжелее разводить на плате с соблюдением оптимума по производительности.

 

Использование встроенных умножителей

Тестирование проводилось для конвейеризированного умножителя lpm_mult с числом этапов конвейера от 0 до 4 на основе встроенных умножителях.

Частотные характеристики и аппаратурные затратыдля конвейеризированного умножителя с использованием встроенных умножителей представлены в табл. 4.

 

Таблица 4. Частотные характеристики и аппаратурные затраты для встроенных умножителей

 

Блок проекта Число этапов конвейера Максимальна тактовая частота Аппаратурные затраты
Lpm_mult0 180,57 МГц 1 DSP18x18
180,57 МГц 1 DSP18x18
180,57 МГц 1 DSP18x18
180,57 МГц 1 DSP18x18
180,57 МГц 1 DSP18x18

 

Как видно из результатов тестирования, при использовании встроенных умножителей изменение числа этапов конвейера никак не влияет на аппаратурные затраты и частотные характеристики. Это связано с тем, что среда проектирования просто выбирает аппаратно-реализованный умножитель, который сможет работать с операндами заданной размерности, и вставляет его в схему, при этом конвейеризация устройства не производится. Т.е. задавать число этапов конвейера бессмысленно.

 

7. Выводы:

На практике мы применили наши теоретические знания по умножающим устройствам.

Изучили основные типы этих устройств. Были закреплены и продемонстрированы знания языка VHDL.

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.