|
|
  |
помогите со схемой, прыгает частота |
|
|
|
Nov 11 2010, 20:54
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
Всем привет.
Нарисовал схему для альтера epm1270. Развожу в квартусе....
у меня 8-битная входная шина данных (data_in). с этой 8-битной шины данные идут на 24-битный сумматор, работающий за 1 такт. сумматор суммируется сам с собой (аля sum = sum + data_in).
логикой работы сумматора управляет "синхронная логика" - т.е. глубоких комбинационных схем нет
частота нужна 150 МГц.
Если ставлю регистр по входу (data_in), то частота начинает занижаться на 20 МГц - квартус дает 130 МГц, убираю 150 МГц.
При занижении ругается на критичный путь от входного регистра до выхода сумматора...
сделал сумматор 2-х тактным, а также убрал логику разрешения работы сумматора (всегда разрешен) - ситуация вообще не улучшилась
Подскажите, в чем беда? может буз входного регистра можно обойтись?
спасибо
Сообщение отредактировал essev - Nov 11 2010, 21:38
|
|
|
|
|
Nov 11 2010, 21:58
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
tsu = 7.764 ns tco = 9.01 ns th = -1.269 ns
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 06:53
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
уменьшил разрядность сумматора до 16-ти частота со 130 до 140 поднялась.
не понимаю почему если я делаю сумматор 2-тактным (мегафунция LPM_add_sub_unsigned), то частота становится 143 МГц.
Сообщение отредактировал essev - Nov 12 2010, 06:55
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 07:58
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
так, что мегафункция может медленно работать? нужно свое писать?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 10:09
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
сделал по коду Sergey'F. Квартус 6.0 результат практически не изменился.
DmitryR, у Вас вроде сходный результат синтез даст?
а будет ли работать схема если она не дотягивает по частоте 10 МГц ?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 11:06
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 535
Регистрация: 20-02-05
Из: Siegen
Пользователь №: 2 770

|
Цитата(essev @ Nov 12 2010, 13:09)  DmitryR, у Вас вроде сходный результат синтез даст? Об этом легко узнать, проведя этот синтез. Мало того, что я в хорошем расположении духа написал вам идею кода, так вы хотите чтобы я его еще сам отсинтезил и добился времянки. Я конечно это могу, но это в раздел "предлагаю работу" тогда уже. Цитата(essev @ Nov 12 2010, 13:09)  а будет ли работать схема если она не дотягивает по частоте 10 МГц ? Может быть по-всякому.
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 11:37
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
DmitryR, вы уж не обессудьте меня - долбаюсь с этой частотой уже 2 дня - и все никак.
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 14:14
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 17:53)  Как это? А распространение переносов по всем разрядам счетчика? Например 0xffffffffffffffff + 1 Распространение переноса надо уметь готовить и счетчик колоть на части. Вот покопался и нашел проектик 2003 года (MAX+PLUS II/AHDL/GDF), просинтезил Вот результаты: - synchronous 64-bit loadable, down counter, asynch. reset 205,75 MHz для EPM1270F256A5 по Classic Timing Analyzer (Quartus 9.0) P.S. TimeQuest показал 300.03 MHz. Кому верить не знаю - Altera давно не занимаюсь.
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 14:30
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 18:28)  Правильно, так можно и на 1024 разряда сделать счетчик. С конвейером. С латентностью. Автор темы хотел за такт получать результат. Как пример, можно обычных микросхем - счетчиков соединить друг за другом, выход предыдущего - на клок следующего. И - никаких проблем с быстродействием. Весь счетчик будет считать на максимальной рабочей частоте, как для одной микросхемы. " выход предыдущего на клок следующего" и не будет синхронного счетчика - со всеми вытекающими....
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 14:56
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 17:33)  А с остальными доводами - согласны? Цитата Правильно, так можно и на 1024 разряда сделать счетчик. С конвейером. С этим согласен. С конвеером для переноса. При чем тут латентность не понял... TOPICSTARTER-у Интересная ссылка http://www.aoki.ecei.tohoku.ac.jp/arith/mg/index.htmlСгенерите себе, что Вам больше подходит. Ну и промоделировать не мешает, конечно...
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 15:03
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(Victor® @ Nov 12 2010, 16:56)  При чем тут латентность не понял... Ну как же - результат счета появляется с задержкой. (вообще, здесь о сумматоре речь идет, мы уже на счетчик перескочили). Цитата(sazh @ Nov 12 2010, 16:58)  Может промоделируете, а потом уж советы? Да, у вас это уже сделано. Проглядел. Ну и через сколько тактов появится результат для конкретного входного сигнала?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 15:12
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 18:03)  Ну как же - результат счета появляется с задержкой. (вообще, здесь о сумматоре речь идет, мы уже на счетчик перескочили). 1) Про задержку не понял... результат появляется с задержкой всегда. Если Вы имеете в виду задержку на какое-то число тактов - то в счетчиках на основе CLA , о котором я пишу результат счета появляется в том-же такте. 2) Счетчик - вырожденный случай сумматора/аккумулятора с константой) :-)
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 15:23
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(sazh @ Nov 12 2010, 17:10)  В реальной жизни этих тактов навалом. Это вы топикстартеру скажите. Цитата(Victor® @ Nov 12 2010, 17:12)  Если Вы имеете в виду задержку на какое-то число тактов - то в счетчиках на основе CLA , о котором я пишу результат счета появляется в том-же такте. Можете поподробнее - что это, CLA? А, нашел, в ссылке. Carry LookAhead - как же, говорили об этом на форуме, совсем недавно. Там тоже есть ограничения по быстродействию. 64 разряда - фантастически выглядит. Не зря там дальше идет RCLA
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 15:32
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 18:23)  Это вы топикстартеру скажите.
Можете поподробнее - что это, CLA? Carry-look-ahead Вот из таких блоков собирается большей разрядности (писалось давненько - потому привожу как есть - на AHDL). Каскадируется соединением c_out с ena. Код SUBDESIGN 4bit_cnt ( clk :INPUT; res/ :INPUT; ena :INPUT; d[3..0] :INPUT; load :INPUT; q[3..0] :OUTPUT; c_out :OUTPUT; ) VARIABLE flip[3..0] :DFFE; BEGIN flip[].clk = clk; flip[].prn = res/; flip[].ena = ena # load;
IF load THEN flip[].d = d[]; ELSE flip[].d = flip[].q - 1; END IF; q[] = flip[]; c_out = DFF((flip[] == 1), clk, res/, ); END;
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 18:00
|

Lazy
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 070
Регистрация: 21-06-04
Из: Ukraine
Пользователь №: 76

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 18:53)  Потому что следующий счетчик считает не сразу после того, как предыдущий был в состоянии 1111, а в следующем такте. Что-то Вы сами запутались и меня путаете.... О чем, собственно спор? Счетчик работает на вычитание, перенос должен быть когда его значение будет "0000". Но делается на такт раньше (когда его значение "1111") и задерживается (пайплайнинг или конвейер, если угодно). и разрешает следующей ступени в каскаде переключиться. Возьмите код, что я привел - промоделируйте и посмотрите.
--------------------
"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." - Albert Einstein
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 19:08
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(Victor® @ Nov 12 2010, 20:00)  О чем, собственно спор? Пока ехал домой, сообразил, что можно проверять на условие на 1 меньше (или больше в вашем случае, для вычитающего счетчика). И тогда, действительно, код всего счетчика будет изменяться, как положено. Получается, так можно сделать счетчик любой длины. Если делать счетчик с перезагрузкой, придется с загружаемыми кодами "поработать". Но это работает для счетчика. Для сумматора нельзя предсказать, когда он должен выработать перенос заранее. Допустим, сумматор насчитал 0xfe, откуда знать, что придет на вход для суммирования? P.S. Насчет кода от sazh - это самое подходящее решение для поставленной задачи. Оно работает благодаря тому, что входные данные - 8-разрядные. Поэтому за один такт нужно выполнять суммирование 8 разрядов входного сигнала с 8-разрядной накопленной суммой. Старшие разряды накопленной суммы можно вычислять в следующем такте. Если бы, однако, входное слово имело все 24 разряда, конвейерная обработка была бы невозможна. upd. то же самое и у DmitryR (я, кажется, слегка попутал эти коды, когда отвечал) P.P.S. Приведу ссылку на разговор в не столь отдаленном прошлом http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=732059
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 19:46
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
спасибо всем за ответы
только что сделал сумматор по методу DmitryR. Сразу и не допер в чем его фишка, а оказалось очень красиво и ресурсов мало ест.
однако появились новые подводные камни в проекте - общая частота проекта маловастая.
Квартус 6.0. Выставляю нужную мне частоту в Individual Clocks... - квартус не вытягивает заданную 150 МГц.
стал использовать Physical Syntesys Optimization - установил все галочки. И вроде бы частота выдержалась нужная = 150 МГц. Однако ради чистоты эксперимента немного убавил требуемую частоту в Individual Clocks... = 145 МГц
и теперь, даже при включенном Physical Syntesys Optimization, частота проекта провалилась Мегагерц на 10.
Возвращаю на исходную 150 МГц в Individual Clocks... и все норм становится.
Если повышать частоту в Individual Clocks... - снова провал...
Почему так?
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 19:53
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 435
Регистрация: 6-10-04
Из: Петербург
Пользователь №: 804

|
Цитата(ViKo @ Nov 12 2010, 22:08)  Если бы, однако, входное слово имело все 24 разряда, конвейерная обработка была бы невозможна. Сегодня, явно не Ваш день. Код module pipelined_accumulator //XAPP 039.001 ( input clk, input rst, input [17:0] data, output [17:0] result );
reg [17:0] sync_reg = 18'd0; reg [7:0] regh_in = 8'd0; reg [9:0] accum_l = 10'd0; reg reg_crry = 1'b0; reg [7:0] accum_h = 8'd0; reg [9:0] regl_out = 10'd0;
wire [9:0] alu_l; wire cout; wire cin; wire [7:0] alu_h;
always @ (posedge clk or posedge rst) begin if (rst) begin sync_reg <= 18'd0; regh_in <= 8'd0; accum_l <= 10'd0; reg_crry <= 1'b0; accum_h <= 8'd0; regl_out <= 10'd0; end else begin sync_reg <= data; regh_in <= sync_reg[17:10]; accum_l <= alu_l; reg_crry <= cout; accum_h <= alu_h; regl_out <= accum_l; end end
assign result = {accum_h, regl_out}; /////////////////// add_10 add_10_inst ( .dataa (accum_l), .datab (sync_reg[9:0]), .cout (cout), .result (alu_l) );
add_8 add_8_inst ( .cin (reg_crry), .dataa (regh_in), .datab (accum_h), .result (alu_h) );
endmodule Цитата(essev @ Nov 12 2010, 22:46)  Квартус 6.0. Впечатляет.
|
|
|
|
|
Nov 12 2010, 20:36
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 351
Регистрация: 17-09-05
Из: Москва
Пользователь №: 8 660

|
Цитата(essev @ Nov 12 2010, 22:46)  Почему так? Непонятно, что Вы делаете. Кстати, если модифицировать мой код под Ваши условия, получится код DmitryR. И результат на EPM1270T144A5 - 201МГц в MAXII, что с Таймквестом, что с Classic TA. Может, стоит обновить версию Quartus? И что еще хуже, вот такой код дает 175МГц: Код module testadd ( input clk, input rst, input [7:0] dataa, output reg [23:0] result );
reg [7:0] datareg;
always @ (negedge rst or posedge clk) begin if (!rst) begin result <= 0; datareg <= 0; end else begin datareg <= dataa; result <= result+datareg; end end
endmodule О чем три страницы написали?
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 04:34
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
сделал в 8.0.
частота проекта стала равной нужной при включенном Physical Syntesys Optimization; без него не дотягивает 10 МГц. Так можно его (Physical Syntesys Optimization) использовать?
спасибо
Сообщение отредактировал essev - Nov 13 2010, 04:53
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 07:53
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 351
Регистрация: 17-09-05
Из: Москва
Пользователь №: 8 660

|
Пользоваться Physical synthesis optimization и всеми остальными настройками, конечно, можно. Если эта настройка включена, компилятор на этапе разводки старается пересинтезировать логику так, чтобы длинные пути проходили через меньшее количество логических элементов. Вот проект в приложении. Сходу, без настроек, без временных требований, тот же 9.1SP2 - почти 160МГц. Что я делаю не так? P.S. Я начал было подозревать, что Вы MAXIIZ используете, но версии Z объемом 1270 не бывает, да и 6.0 версии Z почти наверняка еще нет. Так что ничего не понимаю. А в чем проблема поставить одну из последних версий Quartus? Версию 10 не посоветую, а 9.1SP2 - в самый раз.
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 08:38
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
по ТЗ немного изменились требования к проекту - максимальная частота должна быть 170 МГц. ПЛИС такая же как и была EPM1270T144C5 У меня путь проектирования следующий: FPGA Advantage -> Precision Syntesys -> Quartus. Специально выделил цепь, на которую ругается Квартус и пошел по всему пути проектирования. А цепочка следующая: 8-битный входной порт -> 2-тактный сумматор (по методу DmitryR) -> Выходной 16-битный порт. Синтезирую в Precision Syntesys. Он мне пишет, что максимальная частота проекта = 152 МГц и пишет, что долгая цепь это суммирование в 2-тактном сумматоре. Кидаю этот проект Квартусу и он поднимает частоту до 182 МГц. Так как в "большом" проекте цепочка 8-битный входной порт -> 2-тактный сумматор (по методу DmitryR) -> Выходной 16-битный порт, то добавляю еще одну. Синтезирую в Precision Syntesys. Он также пишет, что максимальная частота проекта = 152 МГц и пишет, что долгая цепь это суммирование в 2-тактном сумматоре. Но теперь Квартус выдает максимальную частоту = 166 МГц... - не вытянул Если воспользуюсь Physical synthesis optimization, то может быть достигну нужной мне частоты...
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 09:11
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 351
Регистрация: 17-09-05
Из: Москва
Пользователь №: 8 660

|
Цитата(ViKo @ Nov 13 2010, 11:34)  Когда задал в Q9.1SP2 Fitter Effort - Standard Fit, для кода Sergey'F из сообщения №43 получилась частота 159.92 MHz. (До этого у меня стояла - Auto Fit, и частота была 127.88 MHz. Вроде, по-умолчанию так стоит) Когда задал Default required fmax - 150 MHz, частота выросла до 175.72 MHz. и все-то Quartus нужно "подпихивать"  Auto Fit прекращает оптимизации для сокращения времени компиляции, как только выполнит временные требования. Так как временных требований сначала не было, то он и не старался. Цитата(essev @ Nov 13 2010, 11:38)  по ТЗ немного изменились требования к проекту - максимальная частота должна быть 170 МГц. ПЛИС такая же как и была EPM1270T144C5
У меня путь проектирования следующий:
FPGA Advantage -> Precision Syntesys -> Quartus. Получите, распишитесь. Без конвейеризации переноса на Вашем устройстве 174МГц. Может, выкинуть, простите, нахрен, Precision в данном случае из маршрута проектирования???
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 11:24
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
снаружи
|
|
|
|
|
Nov 13 2010, 20:30
|

Универсальный солдатик
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362

|
Цитата(Victor® @ Nov 12 2010, 20:00)  Что-то Вы сами запутались и меня путаете... Давайте внесем ясность. Просто так с одной ступени на следующую перенос не передается. Ведь те переносы, что формируются внутри каждой ступени, имеют разную длительность. Их нужно объединять по И - все предыдущие, для формирования разрешения счета для следующей ступени. На этом объединении быстродействие счетчика и ограничивается. Если на одном LUT можно объединить 4 таких переноса, значит, максимально быстродействующий счетчик может быть 4*4 + 4 = 20 разрядов (каждая ступень - 4-разрядная, всего их 4 для формирования переноса и еще одна 4-разрядная ступень, использующая этот перенос). Дальше потребуется несколько логических элементов, чтобы выработать разрешение счета. Можно и последовательно передавать перенос-разрешение из ступени в ступень, что, естественно, будет еще медленнее. В-общем, 64-разрядный счетчик с быстродействием 2-разрядного регистра сдвига - не получится. P.S. а так, как я описал в сообщении №28 (и как ошибочно предположил, было сделано у вас в сообщении №35)- можно сделать быстрый счетчик. Потому что там не нужно учитывать предыдущие переносы. Только считать будет "абы что".
|
|
|
|
|
Nov 15 2010, 10:50
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
Цитата(DmitryR @ Nov 12 2010, 10:05)  Код module sum( input clk, input rstn, input [ 7:0] din, input dvin, output [23:0] dout );
reg [ 8:0] lsb; reg [15:0] msb; reg [ 7:0] lsb_d;
always @(posedge clk or negedge rstn) if(!rstn) begin lsb<=0; lsb_d<=0; msb<=0; end else begin if(dvin) lsb<={1'b0,lsb[7:0]}+{1'b0,din}; if(lsb[8]) msb<=msb+1; lsb_d<=lsb[7:0]; end
assign dout={msb,lsb_d};
endmodule Это для беззнакового сложения. Если надо со знаком - додумайте. посимулировал код DmitryR.... Мне кажется, там ошибка, если, снимать сигнал разрешения счета dvin, т.к. lsb[8] останется равным 1 и это будет вызывать зацикливание старших разрядов всего сумматора. Ну, например, подать 252, затем 9 при dvin = 1, а потом снять dvin...
Сообщение отредактировал essev - Nov 15 2010, 11:29
|
|
|
|
|
Nov 15 2010, 16:39
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
немного офтоп
у кого-нить есть лицензия для квартус 9.0 чтобы семейство поддерживалось? У меня пишет - not installed и прихидится в 8.0 компилить
Может квартус 9.1
Спасибо
|
|
|
|
|
Nov 16 2010, 05:04
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 16-05-07
Пользователь №: 27 757

|
надо поглядеть ))) а то я думал, что лицуха не полная ))
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|