[eugen_pcad_ru 0]

Всем доброго времени суток!

Написал под Spartan-6 на VHDL простенький аккумулятор (код прилагаю).

Но с целью повышения рабочей частоты (разрядность 30 бит, частота где-то 100 МГц) возникла идея задействовать для этих целей встроенные блоки DSP48A.

Добавил еще две строки

attribute USE_DSP48: string;

attribute USE_DSP48 of simple_accum: entity is "yes";

(в прилагаемом файле они закомментированы).

В Summary от ISE 14.7 появляются блоки DSP, но в большом количестве (34 из 180). Да и частоту не удалось повысить.

По всей видимости что-то делаю не так.

Прошу помощи.

Заранее спасибо за любые рекомендации по оптимизации кода с целью повышения быстродействия!

simple_accum.vhd

[Amurak 0]

Простенький аккумулятор - это:

 

accum <= accum + sxt(data, 48);

 

А у вас что-то посложнее.

[eugen_pcad_ru 0]

2Amurak: Пусть будет "не простенький" ;)

[Amurak 0]

Я бы даже сказал "очень не простенький". Вы что получить-то хотите? Что должен делать блок? Я не стал разбираться, увидев после беглого просмотра использование переменных, функции и оператора "mod".

[Timmy 1]

Зачем функция stdv_to_nat? Достаточно unsigned(), а в общем случае to_integer(unsigned()).

Зачем shared variable? Они в основном нужны для описания многопортовой памяти, в данном случае лучше использовать signal. С shared variable можно случайно словить глюк, так как не будет запрещено её изменение из нескольких процессов.

mod приводит к вставке функции деления, которое, собственно, и тормозит, вместо mod надо использовать сравнение с модулем и вычитание.

Так должно получится примерно 170МГц, если ещё конвейеризовать, можно довести до 300, с латентностью около 4 относительно step.

[eugen_pcad_ru 0]

Основная задача модуля состоит в вычислении выражения

"Count := (Count + stdv_to_nat(step)) mod Modulus;"

Все остальное по большому счету не нужно.

Попробую переделать с учетом рекомендаций.

А еще был бы не плох пример с использованием предлагаемой выше конструкции

"accum <= accum + sxt(data, 48)"

с использованием DSP и без использования.

P.S.: Критика хороша. Но к сожалению пока дельных советов по теме вопроса не увидел.

[FakeDevice 0]

Всем доброго времени суток!

Написал под Spartan-6 на VHDL простенький аккумулятор (код прилагаю).

Но с целью повышения рабочей частоты (разрядность 30 бит, частота где-то 100 МГц) возникла идея задействовать для этих целей встроенные блоки DSP48A.

Возможно, не в курсе всех тонкостей, но почему бы не использовать вместо этого конвейерный многотактовый сумматор/аккумулятор? Недавно пришлось в силу острой недостаточности DSP написать подобное. Смысл -- разбить на несколько сложений такой разрядности, чтобы успевало за такт защелкиваться. Я добился результата -- сложение двух 32-разрядных чисел на два такта, сложение двух 48-разрядных на 9 тактов. Второй вариант с довольно большим запасом, т.к. плисина забита на 80% и много узких мест. и всё замечательно работает на 300MHz на самом медленном Virtex4. Но если оно правда того стоит и оправдано реальными условиями. Т.к. аккумулятор чуть сложнее будет написать. Да и больше места будет занимать, нежели простое суммирование. Стратегия вам виднее должна быть.

 

 

ЗЫЖ Если всё-таки будет интересно данное направление, немного подскажу, как на логике можно сделать аккумулятор, где может быть применим многотактовый сумматор. Главная прелесть подхода в том, что, в принципе, нет ограничений по разрядности аккумулятора вообще. Будет лишь увеличиваться задержка конвейера. схемка рассчитана на однотактовые сумматоры, но сюда без потери принципа работы могут быть встроены и многотактовые:

--              _________________________________                               
--             |                                 |                              
--             |            rg1            rg2   |   sum2                       
--          ___|___        _____          _____  |  _______                     
-- DIN ————|I1+I2=O|——————|D   O|—•——————|D    | | |       |      outrg         
--         |       |      |     | |      |     | | |       |      _____         
--         |       | CLK——|>    | | CLK——|>   O|—•—|I1+I2=O|—————|D   O|—— DOUT 
--         |_______|      |__R__| |      |__R__|   |___|___|     |     |        
--           sum1            |    |         |          |    CLK——|>    |        
--                           |    |        _|_         |         |__R__|        
--                           |    |_______/ | \________|            |           
--                           |              |                       |           
--                RST _______•______________•_______________________|           
--

Конечно, придется поморочиться день-два, а если сделать это более универсальным (знак/беззнак, произвольные разрядности и т.д), то, может, и от недельки, но зато будете иметь под рукой такой вот полезный аккумулятор... без границ ))

Изменено 25 июня, 2015 пользователем FakeDevice

[Amurak 0]

Основная задача модуля состоит в вычислении выражения

"Count := (Count + stdv_to_nat(step)) mod Modulus;"

Для начала неплохо было бы поискать реализацию операции "mod", да еще чтобы работала на нужной частоте.

[Timmy 1]

Для начала неплохо было бы поискать реализацию операции "mod", да еще чтобы работала на нужной частоте.

К примеру, на C сложение по модулю можно написать так:

int add_mod(int a, int b, int mod){

int b_m_mod = b-mod;

int sum = a+b;

int sum1 = a+b_m_mod;

return sum1 >= 0 ? sum1: sum;

}

На VHDL аналогично:).

Ну и положить его на конвейер, как советует FakeDevice, с предварительным вычислением b-mod за пределами петли обратной связи.

 

[eugen_pcad_ru 0]

Спасибо! В сторону конвейера смотрел. Но этот вариант оставил на "после экспериментов с DSP".

Буду пробовать.

[Golikov 0]

ДСП48 в ксалинксе могут сами быть аккумуляторами, в их мануале (ищите на сайте ксалинкса pdf) есть пример их использования в таком виде, вроде как...

[Timmy 1]

ДСП48 в ксалинксе могут сами быть аккумуляторами, в их мануале (ищите на сайте ксалинкса pdf) есть пример их использования в таком виде, вроде как...

Могут, но не для сложения по модулю.

[Golikov 0]

так на выход ставиться еще 1 ДСП блок в котором полученное число - модуль.

и если оно стало положительным, перебрасывается в 1 блок.

[Krys 2]

Могут, но не для сложения по модулю.

И вообще, не на языке описания. А только макрокомпонентом. Подробности тут

 

[sallador 0]

Задам вопрос здесь, если позволите.

 

Есть простой код на VHDL:

signal data : std_logic_vector(WIDTH-1 downto 0);

attribute use_dsp48 : string;
attribute use_dsp48 of data : signal is "yes"; 

begin

pr_cnt: process(rst, clk)
begin
    if (rst = '1') then
        data <= (others => '0');
    elsif rising_edge(clk) then
        if ena = '1' then
            data <= data + '1' after td;
        end if;
    end if;
end process;
cnt_out <= data;

 

При разводке хотелось бы задествовать регистр PREG внутри DSP блока.

Атрибут KEEP не помог, как бы я его не крутил (хотя он нужен как раз для выноса регистров вне DSP).

 

Xilinx: XST by default tries to infer and implement the maximum

macro configuration, including as many registers as possible in the DSP48

 

Реально ли для счетчика задействовать PREG?