Файл: цифровые процессоры.doc

По материалам источников [2, 3] ниже приведены сравнительные таблицы одного из семейств ПЛИС (архитектура FPGA) фирмAlteraиXilinx. Семейство ПЛИСCycloneII(Altera) иStartan-3 (Xilinx) имеют схожую внутреннюю структуру. Характеристики этих семейств приведены в таблице 1 и 2 соответственно.

Семейство CycloneIIAlteraТаблица 1

Семейство Spartan-3XilinxТаблица2

Следует отметить наличие в приведенных семействах (таблица 1, таблица 2) встроенного ОЗУ и выделенных быстродействующих умножителей, которые заметно расширяют функциональность кристалла. Умножение – типичная операция цифровой обработки сигналов (ЦОС). Использование выделенных умножителей сокращает требуемый логический объем в основной области кристалла и увеличивает быстродействие системы. Зачастую в алгоритмах цифровой обработки требуется запоминать сравнительно большой объем данных промежуточных вычислений, или производить буферизацию входных или выходных данных. Для этих целей более эффективно использовать ОЗУ нежели большой объем регистров из основной области кристалла.

Учитывая это, производители все чаще встраивают в ПЛИС выделенные быстродействующие унифицированные блоки типичные для цифровой обработки. Это особенно заметно в последних семействах ПЛИС AlteraиXilinx(Startix5,Vertex6), где встроены высокоточные быстродействующие блоки ЦОС:

- высокоточные умножители 54х54 с плавающей запятой;

- быстродействующие умножители до 64х64 с фиксированной запятой, в т.ч. умножители комплексных чисел;

- 64 разрядные накопители;

- каскад выходных сумматоров для организации КИХ фильтров;

- банки быстродействующих регистров для хранения коэффициентов фильтров.

Одними из основных характеристик ПЛИС являются быстродействие и логическая емкость, выраженная либо в количестве ЛЭ, либо в количестве эквивалентных вентилей. Чтобы иметь представление об аппаратных затратах и производительности при проектировании цифровых модулей в таблице 3 представлены характеристики умножителя 36х36 реализованного на микросхеме EP2C70F896C6 семейства CycloneIIAltera, на основой логике кристалла и на выделенных умножителях.

Умножитель 36х36 на CycloneIIAlteraТаблица 3

На основе данных из таблицы 3 следует вывод, что использование выделенных блоков ЦОС в ПЛИС не только уменьшает затраты основного логического объема кристалла, но и значительно увеличивает быстродействие модуля.

В заключение следует указать, что на данный момент уже существует отечественный аналог 5576ХС1Т и 5576ХС1Т1 [4] от ОАО "ВЗПП-С", его краткие характеристики приведены в таблице 4. Он функционально соответствует микросхеме AlteraEPF10R50RI240 семействаFlex10K50.

Характеристики ПЛИС 5576ХС1Т Таблица 4

Литература

1.Проектирование цифровых устройств первичной обработки сигналов РЛС /Ред. Богомолов А.Ф. М.: Моск. энерг. ин-т, 1985. 75 с.

2.Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. Изд.2-е, перераб. и доп.- М.: Радиотехника, 2007.-376 с.

3. Дж. Ф. Уэйкерли. Проектирование цифровых устройств. В2-х томах. М: Постмаркет, 2002. –544с.

4. Матюшин О.Т. Проектирование цифровых устройств на ПЛИС.-М.: Изд-во МЭИ, 1999. – 16 с.

Учебное издание

Баскаков Александр Ильич

Жутяева Татьяна Станиславовна

Лукашенко Юрий Иванович

Петраков Евгений Игоревич

ЦИФРОВЫЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССОРЫ НЕКОГЕРЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ОБЗОРНОЙ РЛС

(Кафедра радиотехнических приборов)

Методическое пособие

по курсам

''Методы радиолокации'',

''Радиолокационные и радионавигационные системы''

«Локационные методы в космической радиофизике»

для студентов, обучающихся по направлению «Радиотехника»

Редактор

Редактор издательства

ЛР №

_____________________________________________________

Темплан издания МЭИ 2010 г. подписано к печати

Печать офсетная формат 60х84/16 Печ. л. 3.0

Тираж 300 экз Изд.№ Заказ

Издательство МЭИ, 111250 Москва Красноказарменная ,14

Отпечатано в типографии

1Материалы по современным элементам для реализации цифровых процессоров были предоставлены старшим преподавателем кафедры РТП Петраковым Е.И.

46