Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sprzętowa realizacja algorytmu redukcji wstecznej w układach FPGA Xilinx Virtex4

Maslennikow O., Ratuszniak P., Maslennikowa N.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 10

102-106

PL

W pracy przedstawiono projekt potokowej jednostki przetwarzającej przeznaczonej do realizacji algorytmu redukcji wstecznej i dostosowanej do implementacji w nowoczesnych układach FPGA. W celu efektywnego wykorzystania zasobów układu FPGA (m.in. wbudowanych bloków DSP), jednostka wykonuje obliczenia w arytmetyce ułamkowej. Model jednostki został zaprojektowany w języku opisu sprzętu VHDL i następnie zaimplementowany w układzie FPGA Virtex4 firmy Xilinx. W referacie przedstawiono kilka wariantów zaprojektowanej jednostki, które różnią się maksymalną częstotliwością pracy i czasem realizacji całego algorytmu. Parametry zaprojektowanej jednostki porównano z parametrami odpowiednich stało- i zmiennoprzecinkowych bloków operacyjnych otrzymanych z generatorów IP Gore firmy Xilinx zapewniających podobną dokładność obliczeń.

EN

In this paper, the pipelined processor unit destined to realization of back substitution algorithm in modern FPGA devices is presented. Proposed processor unit uses the rational fraction data format and arithmetic instead classical fixed-point or float-point ones for effective utilization of FPGA resources (for example, utilization built-in DSP blocks). The processor unit model has been designed in VHDL language and implemented into Xilinx Virtex 4 device. Authors present several versions of designed processor unit which difference both: maximum clock frequency and FPGA device volume. The main parameters of the proposed processing unit have been compared to corresponding ones for fixed-point and float-point units which were obtained by means Xilinx IP-Core generator and are characterized by similar computing precision.

2

Generator opisów VHDL bloków operacyjnych działających w arytmetyce ułamkowej

Maslennikow O., Ratuszniak P., Sergiyenko A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2008

|

R. 54, nr 8

514-516

PL

W niniejszej pracy przedstawiono generator opisów VHDL potokowych bloków operacyjnych działających w arytmetyce ułamkowej (RFA) i przeznaczonych do implementacji w nowoczesnych układach FPGA, mających wbudowane bloki mnożące i/lub DSP. Badania autorów świadczą o mniejszej złożoności sprzętowej jednostek arytmetycznych RFA, wykonujących operacje dodawania i/lub mnożenia i/lub dzielenia w porównaniu z analogicznymi jednostkami operującymi na liczbach stałoprzecinkowych (przy zachowaniu wymaganej dokładności i wydajności obliczeń). Podstawowymi parametrami generatora są: rodzaj operacji arytmetycznej, szerokość danych wejściowych i wyjściowych oraz liczba stopni w potoku.

EN

In this paper, the IP-core generator is proposed, which produces the VHDL description of the arithmetic units operating in rational fraction arithmetic (RFA). Due to RFA, the hardware complexity of the new arithmetic units, which must perform for example the addition or multiplication or division operations, is much lower in comparison with complexity of the similar fixed-point arithmetic units (with the same precision and performance). The architectures of the target RFA units are pipelined and are adapted to the internal structure of the modern reconfigurable devices (like to Xlinx Virtex 4 or Altera Sratix II devices), and use the built-in 18-bit multipliers or DSP blocks. The main tuned parameters of the proposed soft-generator are the type of arithmetic operation, for example addition, multiplication, division, square rooting, RFA to fixed-point format conversion (see tab. 2), the input and output data width, as well as the number of the pipeline stages in the target arithmetic unit.

3

Osobliwości stosowania arytmetyki ułamkowej w nowoczesnych układach FPGA

Maslennikow O., Ratuszniak P., Khadzynov W., Pawłowski P., Berezowski R., Sergiyenko A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 11

200-203

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wyłonienia zalet i wad stosowania arytmetyki ułamkowej w jednostkach arytmetyczno-logicznych systemów jednoukładowych realizowanych w nowoczesnych układach FPGA. Krótki opis osobliwości stosowania arytmetyki ułamkowej, jak i opis jej zalet wykorzystują przedstawione w referacie porównanie parametrów modeli VHDL kilku potokowych bloków operacyjnych działających w tej arytmetyce z parametrami analogicznych bloków operacyjnych działających w arytmetyce stało- i zmiennoprzecinkowej, wygenerowanych przy użyciu oprogramowania Xilinx CORE Generator. Głównymi kryteriami porównania są złożoność sprzętowa układu, maksymalna częstotliwość jego działania oraz liczba stopni w potoku.

EN

In this paper, the most advantages of the rational fraction arithmetic (RFA) is selected, which are apeared in a case of implementation of RFA operation blocks (multipliers, dividers, etc.) and arithmetic-logic (ALU) units in the modern FPGA implementation. The comparison of the RFA blocks and units with the known ones operating with the fixed-point or float point data showed the lower hardware volume and higher throughput without decreasing of calculation precision. The VHDL modeling showed the possibility of use such data representation in solving linear equations by several different methods (for example Cholesky method), and showed the reducing of the hardware complexity of rational fraction ALU in everal times comparing with similar arithmetic units operating with float-point numbers (without decreasing of AU performance).