7系列FPGA DSP48E1的參數(shù)特點(diǎn)概述

7系列FPGADSP48E1片的特點(diǎn)是

?具有D寄存器的25位預(yù)加器，以增強(qiáng)A路徑的能力

?INMODE控件支持在乘法(A*B)和加法操作(A:B)之間動態(tài)切換的平衡流水

?25*18乘法

?30位的輸入，其下25位為乘法器的A輸入，整個(gè)30位的輸入形成48位A:B的上30位串聯(lián)內(nèi)部總線。

?級聯(lián)A和B輸入

?直接路徑和級聯(lián)路徑之間的半獨(dú)立可選pipelining

?獨(dú)立的時(shí)鐘支持兩層的A和B輸入寄存器

?獨(dú)立的C輸入和C寄存器，具有獨(dú)立的復(fù)位和時(shí)鐘啟用。

?CARRYCASCIN和CARRYCASCOUT內(nèi)部級聯(lián)信號支持兩個(gè)DSP48E1片中的96位累加器/加法器/減法器

?MULTSIGNIN和MULTSIGNOUT內(nèi)部級聯(lián)信號與特殊的OPMODE設(shè)置，以支持一個(gè)96位的MACC擴(kuò)展

?單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)模式的三輸入加法器/減法器，在第一階段排除了乘數(shù)的使用

?雙24位SIMD加法器/減法器/累加器，具有兩個(gè)獨(dú)立的結(jié)轉(zhuǎn)信號

?四路12位SIMD加法器/減法器/累加器，有四個(gè)獨(dú)立的輸出信號

?48位邏輯單元

?位邏輯操作-雙輸入AND,OR,NOT,NAND,NOR,XOR,XNOR

?邏輯單元模式可通過ALUMODE動態(tài)選擇

?模式檢測器

?溢出/下溢的支持

?收斂舍入支持

?終端計(jì)數(shù)檢測支持和自動復(fù)位

?級聯(lián)48位P總線支持內(nèi)部低功耗加法器級聯(lián)

?48位P總線允許12位/4位或24位/雙SIMD加法器級聯(lián)支持

?可選17位右移，使更廣泛的乘數(shù)實(shí)現(xiàn)

?動態(tài)用戶控制的操作模式

?7位OPMODE控制總線提供X、Y和Z多路選擇信號

?Carryin第二階段加法器

?支持舍入

?支持更廣泛的增加/減少

?3位CARRYINSEL多路復(fù)用器

?Carryout第二階段加法器

?支持更廣泛的增加/減少

?每個(gè)SIMD加法器可用(最多4個(gè))

?級聯(lián)CARRYCASCOUT和MULTSIGNOUT允許MACC擴(kuò)展到96位

?可選的輸入、流水線和輸出/累加寄存器

可選控制信號寄存器(OPMODE、ALUMODE和CARRYINSEL)

?獨(dú)立的時(shí)鐘啟用和重置更大的靈活性，重置具有優(yōu)先級。

?為了在第一階段的乘法器不使用時(shí)節(jié)省電力，USE_MULT屬性允許客戶關(guān)閉內(nèi)部乘法器邏輯。

每個(gè)DSP48E1片都有一個(gè)雙輸入乘法器和一個(gè)三輸入加法器/減法器/累加器。DSP48E1乘法器具有非對稱的輸入，接受18位2的補(bǔ)數(shù)操作數(shù)和25位2的補(bǔ)數(shù)操作數(shù)。乘法器階段以兩個(gè)部分乘積的形式產(chǎn)生一個(gè)43位2的補(bǔ)碼結(jié)果。這些部分積在X多路復(fù)用器和Y多路復(fù)用器中被符號擴(kuò)展到48位，并被輸入到三輸入加法器中進(jìn)行最終求和。這將產(chǎn)生一個(gè)43位的乘法輸出，它已經(jīng)被簽名擴(kuò)展到48位。因此，當(dāng)乘法器被使用時(shí)，加法器有效地變成一個(gè)雙輸入加法器。

第二階段加法器/減法器接受三個(gè)48位的補(bǔ)數(shù)操作數(shù)，并產(chǎn)生一個(gè)48位的補(bǔ)數(shù)操作數(shù)，當(dāng)乘法器通過設(shè)置USE_MULT屬性為NONE并使用適當(dāng)?shù)腛PMODE設(shè)置來繞過該乘法器時(shí)，得到2的補(bǔ)數(shù)結(jié)果。在SIMD模式下，48位加法器/減法器也支持雙24位或雙12位SIMD算術(shù)運(yùn)算。在這種配置中，動態(tài)ALUMODE控制信號也支持對兩個(gè)48位二進(jìn)制數(shù)的按位邏輯操作。

在DSP48E1列中，級聯(lián)各個(gè)DSP48E1片可以支持更高級的DSP功能。兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑(ACOUT和BCOUT)和DSP48E1片輸出(PCOUT、MULTSIGNOUT和CARRYCASCOUT)提供級聯(lián)功能。級聯(lián)數(shù)據(jù)路徑的能力在過濾器設(shè)計(jì)中很有用。例如，有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的設(shè)計(jì)可以使用級聯(lián)輸入來安排一系列的輸入數(shù)據(jù)樣本，使用級聯(lián)輸出來安排一系列的部分輸出結(jié)果。級聯(lián)的能力提供了高性能和低功耗的DSP濾波器功能的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐话愕穆酚稍趂abric中沒有使用。

C輸入端口允許形成許多3-輸入數(shù)學(xué)函數(shù)，如3-輸入加法或2-輸入加法乘法。這個(gè)函數(shù)的一個(gè)子集是對乘法趨近于零或無窮大的對稱舍入的寶貴支持。C輸入和模式檢測器也支持收斂舍入。

對于多精度算法，DSP48E1片提供了17的右移。因此，一個(gè)DSP48E1切片的部分積可以右對齊并添加到相鄰DSP48E1切片中計(jì)算的下一個(gè)部分積。使用這種技術(shù)，DSP48E1片可以用來構(gòu)建更大的乘數(shù)。

可編程的輸入操作數(shù)、中間結(jié)果和累加器輸出流水線提高了吞吐量。48位的內(nèi)部總線(PCOUT/PCIN)允許將DSP片聚合到單個(gè)列中。當(dāng)跨越多個(gè)列時(shí)，需要使用Fabric邏輯。

DSP48E1片輸出處的Thepatterndetector模式檢測器支持收斂舍入、溢出/下溢、塊浮點(diǎn)和累加器終端計(jì)數(shù)(計(jì)數(shù)器自動復(fù)位)。模式檢測器可以檢測DSP48E1片的輸出是否符合模式(由掩碼限定)。

DSP48E1Tile和互連

兩個(gè)DSP48E1片和專用互連形成一個(gè)DSP48E1Tile(參見圖2-3)。DSP48E1Tile垂直地堆疊在DSP48E1列中。DSP48E1Tile的高度與五個(gè)可配置邏輯塊(CLBs)相同，并且與一個(gè)塊RAM的高度匹配。7系列設(shè)備中的塊RAM可分為兩個(gè)18K塊RAM。每個(gè)DSP48E1片與一個(gè)18K塊RAM水平對齊。7系列設(shè)備最多有20個(gè)DSP48E1列。