DSP48E1詳解（3）： DSP48E1屬性

DSP48E1屬性

輸入端口

A/B/C/D輸入端口

A、B、C、CARRYIN、CARRYINSEL、OPMODE、BCIN、PCIN、ACIN、ALUMODE、CARRYCASCIN、MULTSIGNIN以及相應(yīng)的時(shí)鐘啟用輸入和復(fù)位輸入都是保留端口。D和INMODE端口對(duì)于DSP48E1片是唯一的。本節(jié)詳細(xì)描述DSP48E1片的輸入端口。圖2-6中突出顯示了DSP48E1片的輸入端口。

DSP48E1片輸入數(shù)據(jù)端口支持許多通用的DSP和數(shù)學(xué)算法。DSP48E1片有四個(gè)直接輸入數(shù)據(jù)端口，分別為A、B、C和D。

A數(shù)據(jù)端口寬30位，B數(shù)據(jù)端口寬18位，C數(shù)據(jù)端口寬48位，預(yù)加器D數(shù)據(jù)端口寬25位。

25位A (A[24:0])和18位B端口為25位乘18位提供輸入數(shù)據(jù)，這是2的補(bǔ)數(shù)乘法器。通過(guò)獨(dú)立的C端口，每個(gè)DSP48E1片能夠進(jìn)行Multiply-Add, Multiply-Subtract, and Multiply-Round operations（多路加、多路減和多路循環(huán)操作）。

連接的A和B端口(A:B)繞過(guò)乘數(shù)并輸入X多路復(fù)用器。30位的A輸入端口形成A:B連接的數(shù)據(jù)路徑的上30位，18位的B輸入端口形成A:B數(shù)據(jù)路徑的下18位。A:B數(shù)據(jù)路徑和C輸入端口使每個(gè)DSP48E1片實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的48位加法器/減法器，前提是不使用乘法器，通過(guò)將USE_MULT設(shè)置為NONE(或DYNAMIC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

每個(gè)DSP48E1片還具有兩個(gè)級(jí)聯(lián)輸入路徑(ACIN和BCIN)，在相鄰的DSP48E1切片之間提供級(jí)聯(lián)輸入流。級(jí)聯(lián)路徑對(duì)于A輸入是30位寬，對(duì)于B輸入是18位寬。受益于該特性的應(yīng)用包括FIR濾波器、復(fù)雜乘法、多精度乘法和復(fù)雜的MACCs。

A和B輸入端口以及ACIN和BCIN級(jí)聯(lián)端口在其數(shù)據(jù)路徑中可以有0、1或2個(gè)流水線級(jí)。雙A, D和預(yù)加法器端口邏輯如圖2-7所示。雙B寄存器端口邏輯如圖2-8所示。不同的pipeline stages是使用attributes屬性設(shè)置的。屬性AREG和BREG用于為A和B直接輸入選擇pipeline階段的數(shù)量。ACASCREG和BCASCREG在ACOUT和BCOUT級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)路徑中選擇pipeline階段的數(shù)量。允許的屬性設(shè)置如表2-3所示。由配置位控制的多路復(fù)用器通過(guò)路徑、可選寄存器或級(jí)聯(lián)輸入來(lái)選擇流。數(shù)據(jù)端口寄存器允許用戶在增加的時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)延遲之間進(jìn)行權(quán)衡（更高的性能）。

INMODE和USE_DPORT屬性控制預(yù)加法器功能和位于乘法器之前的A、B和D寄存器總線多路復(fù)用器。如果沒(méi)有使用預(yù)加法器，USE_DPORT的默認(rèn)值為FALSE。

INMODE[0]=1：選擇A1；=0：選擇A2。

INMODE[1]=1強(qiáng)迫A輸入到預(yù)加法器為0。

INMODE[2]=0迫使D輸入到預(yù)加法器為0。

INMODE[3]提供預(yù)加法器減控制，其中INMODE[3] = 1表示減，INMODE[3] = 0表示加。

INMODE[4]選擇乘數(shù)B端口，其中BREG=1 or 2，INMODE[4] = 1：選擇B1，INMODE[4] = 0：選擇B2。

48位C端口用作Y和Z多路復(fù)用器的常規(guī)輸入，執(zhí)行加、減、三輸入加/減和邏輯函數(shù)。C輸入還連接到模式檢測(cè)器，用于舍入函數(shù)實(shí)現(xiàn)。C端口邏輯如圖2-9所示。CREG屬性為C輸入數(shù)據(jù)路徑選擇pipestage的數(shù)量。

OPMODE, ALUMODE, and CARRYINSEL 端口

OPMODE、ALUMODE和CARRYINSEL端口邏輯支持flow through or registered輸入控制信號(hào)。由配置位控制的多路復(fù)用器選擇通過(guò)寄存器或可選寄存器的數(shù)據(jù)流?？刂贫丝诩拇嫫髟试S用戶對(duì)增加的寄存器進(jìn)行權(quán)衡，使其具有獨(dú)立的時(shí)鐘啟用和復(fù)位功能。OPMODE和CARRYINSEL寄存器通過(guò)RSTCTRL復(fù)位。ALUMODE被RSTALUMODE重置。時(shí)鐘啟用，OPMODE、ALUMODE和CARRYINSEL端口邏輯如圖2-10所示。

X, Y, and Z Multiplexers

OPMODE(操作模式)控制輸入包含X、Y和Z多路選擇的字段。

OPMODE輸入提供了一種從時(shí)鐘周期到時(shí)鐘周期動(dòng)態(tài)更改DSP48E1功能的方法(例如，相對(duì)于給定的計(jì)算序列更改DSP48E1片的內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑配置)。

OPMODE位可以使用OPMODEREG屬性注冊(cè)(如表2-3所示)。

ALUMODE

4位ALUMODE控制第二階段加/減/邏輯單元的行為。

ALUMODE = 0000 選擇表單Z + (X + Y + CIN)的添加操作。

ALUMODE = 0011 選擇Z - (X + Y + CIN)形式的減運(yùn)算。

ALUMODE = 0001 可以實(shí)現(xiàn)- z + (X + Y + CIN) - 1 = not (Z) + X + Y + CIN。

ALUMODE = 0010 可以實(shí)現(xiàn) - (Z + X + Y + CIN) - 1 = not (Z + X + Y + CIN)。

2的補(bǔ)數(shù)的負(fù)數(shù)是通過(guò)按位反轉(zhuǎn)和加1得到的，例如-k = not (k) + 1。

其他的減運(yùn)算和邏輯運(yùn)算也可以通過(guò)增強(qiáng)型的加/減/邏輯單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。見(jiàn)表2 - 10。

輸出端口

除ACOUT和BCOUT外的所有輸出端口都由RSTP重置，并由CEP啟用(參見(jiàn)圖2-13)。ACOUT和BCOUT分別通過(guò)RSTA和RSTB復(fù)位(如圖2-7和圖2-8所示)。

P端口

每個(gè)DSP48E1片都有一個(gè)48位的輸出端口p。這個(gè)輸出可以通過(guò)PCOUT路徑內(nèi)部連接(級(jí)聯(lián)連接)到相鄰的DSP48E1片。PCOUT連接到相鄰的DSP48E1片中的Z多路復(fù)用器(PCIN)的輸入。此路徑提供相鄰DSP48E1片之間的輸出級(jí)聯(lián)流。

CARRYCASCOUT and CARRYOUT 端口

每個(gè)DSP48E1片的執(zhí)行可以使用CARRYOUT端口發(fā)送到FPGA邏輯。這個(gè)端口是4位寬。CARRYOUT[3]是雙輸入48位加法器/減法器或單輸入累加器的有效進(jìn)位輸出。在本例中，USE_SIMD = ONE48是默認(rèn)設(shè)置，代表非simd配置。當(dāng)兩個(gè)輸入加法器、減法器或使用一個(gè)輸入累加器在SIMD模式中,這樣的信號(hào)是無(wú)效的,如果三個(gè)輸入加法器、減法器(例如,a: B + C + PCIN)或兩個(gè)輸入累加器(例如,a: B + C + P)配置使用或者使用乘數(shù)。

審核編輯 黃昊宇