Сравнение математики altrera vs xilinx, по мотивам темы о Timing Errors Опции

[des00]

Уважаемый bogaev_roman предложил сравнить как синтезируется и разводится математика у разных вендоров.
Вот для затравки пример. Генератор шума + цепочка FIR фильтров, символьная == тактовой

Чип сыклон 3, 25 ка, i7, фильтр симметричный, 93 го порядка(94 коэффициента), задержка выхода фильтра 4 такта, разрядность данных/коэффициентов 18 бит, сумматоров 36 бит(усиление фильтра +18 бит, подобранно коэффициентами), все на чистой логике, без ДСП слайсов. Задача выжать тактовую в 100МГц, для самого тормозного режима (slow 85). Оптимизация при синтезе по ресурсу. Все остальные настройки по дефолту. Временной анализатор TimeQuest.
Результаты для ква 9.1сп2
1 фильтр : LE 5814(24%)/108.83MHz
2 фильтра : LE 11588(47%)/105.94MHz
3 фильтра : LE 17368(71%)/105.73MHz
4 фильтра : не влезло фитер вывалился с сообщением Error: Fitter requires 1764 LABs to implement the project, but the device contains only 1539 LABs. хотя по ресурсу запас еще был. Думаю что дело связано с 32-х битным LAB, на которые плохо ложатся 36 битные сумматоры

уменьшим разрядность данных до 14 ти бит, коэффициентов оставим 18, сумматоры 32 бита.

5 фильтров : не влезло, фиттер вывалился с сообщением Error: Fitter requires 1545 LABs to implement the project, but the device contains only 1539 LABs.

уменьшим данные до 13 ти бит (уж больно лень фильтр пересчитывать)

5 фильтров : LE 22867 (93%)/117.07MHz


сорцы и квартусовский архивированный проект в приложении.

интересны результаты спартна3/3е/3А/6 сравнимого объема, при сравнимой заполненности

ЗЫ. Если общественность попросит, то фильтр таки пересчитаю на 16 ти битные коэффициенты. И да, фильтр не сферический конь в вакууме, а из рабочего проекта.

Прикрепленные файлы

 test_fir.zip ( 16.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 89

 

[des00]

нда, активность форумчан таки призывает поставить ISE и провести анализ самостоятельно, а жаль %(

[Leka]

нда, активность форумчан таки призывает поставить ISE и провести анализ самостоятельно, а жаль %(

М/б и Icarus Verilog-а и тп достаточно будет, там несколько ошибок в синтаксисе, имхо.
Ну а по поводу активности, так было и будет - если нужно вникать - активность нулевая.

Просил в свое время прогнать N-ферзей на Nios/MicroBlaze, чтобы сравнить сосвоим софт-процессором, исходник на Си выложил - активность тоже 0-я.

[Timmy]

Прогнал тестирование для одного канала на spartan3e(xc3s500e-4) и ecp2m(LFE2M50EFPBGA900-6). Для пяти каналов слишком долго утрамбовывать. В исходном варианте spartan3e получился на 94МГц. Добавил к умножителю дополнительную ступень конвейера, правда, без переделки остального алгоритма, так что получилось не совсем эквивалентно, но это не существенно, IMHO. В результате спартан прибавил до 137МГц, на ecp2m вышло 170МГц(без конвейера на нём не смотрел). А вот Циклону(скорее Симплифаю для Циклона) конвейер только помешал - немного упала частота и заметно увеличилось число LE. Причём для Циклона с Симплифаем получились те же 117МГц.
Полные отчёты по занятым ресурсам есть в аттаче, везде около 5000 LE, но это нельзя выразить одной-двумя цифрами. Lattice расходует немного побольше, так как там неэффективно используются арифметические блоки - в каждом сумматоре бесполезно пропадают 1 или 2 LE.


Отчёт по ecp2m:

Number of registers: 4087
PFU registers: 4074
PIO registers: 13
Number of SLICEs: 3102 out of 23832 (13%)
SLICEs(logic/ROM): 3102 out of 19620 (16%)
SLICEs(logic/ROM/RAM): 0 out of 4212 (0%)
As RAM: 0 out of 4212 (0%)
As Logic/ROM: 0 out of 4212 (0%)
Number of logic LUT4s: 565
Number of distributed RAM: 0 (0 LUT4s)
Number of ripple logic: 2429 (4858 LUT4s)
Number of shift registers: 0
Total number of LUT4s: 5423
Number of external PIOs: 14 out of 410 (3%)
Number of PIO IDDR/ODDR: 0
Number of PIO FIXEDDELAY: 0
Number of DQSDLLs: 0 out of 2 (0%)
Number of 3-state buffers: 0
Number of PLLs: 0 out of 8 (0%)
Number of DLLs: 0 out of 2 (0%)
Number of block RAMs: 0 out of 225 (0%)
Number of CLKDIVs: 0 out of 2 (0%)
Number of GSRs: 0 out of 1 (0%)
JTAG used : No
Readback used : No
Oscillator used : No
Startup used : No
Notes:-
1. Total number of LUT4s = (Number of logic LUT4s) + 2*(Number of
distributed RAMs) + 2*(Number of ripple logic)
2. Number of logic LUT4s does not include count of distributed RAM and
ripple logic.

А по Spartan он, извиняюсь, в HTML, поэтому только в аттаче.
Использовался Synplify Pro E-2010.09, ISE 13.2, ispLever 7.1sp1.

Интересно, можно ли как-нибудь воспитать Циклон, чтобы он тоже ускорялся от конвейера?

Прикрепленные файлы

 test_fir.zip ( 28.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 18

 

[des00]

Прогнал тестирование для одного канала на spartan3e(xc3s500e-4) и ecp2m(LFE2M50EFPBGA900-6).
Полные отчёты по занятым ресурсам есть в аттаче, везде около 5000 LE, но это нельзя выразить одной-двумя цифрами. Lattice расходует немного побольше, так как там неэффективно используются арифметические блоки - в каждом сумматоре бесполезно пропадают 1 или 2 LE.

Спасибо за участие, но мне интересен не синтез одного фильтра, т.к. этот вопрос легко решается на любой платформе. А именно деградация производительности математических блоков при заполненности ПЛИС под 80-90%. Т.к. по моему опыту проблемы с хилыми начинаются именно здесь (подозреваю что из-за разводки). Т.е. интересны не критические пути, а кол-во фильтров, ресурс в попугаях и % заполненности плис ну и тактовая. Как видно по альтере, заполненность плис слабо влияет на тактовую.

По времени очень странно, 25ку с 5ю фильтрами квартус собирал минут 8 (на атлоне 640, 4 гига озу, но под хренью).

[VladimirB]

Спасибо за участие, но мне интересен не синтез одного фильтра, т.к. этот вопрос легко решается на любой платформе. А именно деградация производительности математических блоков при заполненности ПЛИС под 80-90%. Т.к. по моему опыту проблемы с хилыми начинаются именно здесь (подозреваю что из-за разводки). Т.е. интересны не критические пути, а кол-во фильтров, ресурс в попугаях и % заполненности плис ну и тактовая. Как видно по альтере, заполненность плис слабо влияет на тактовую.
По времени очень странно, 25ку с 5ю фильтрами квартус собирал минут 8 (на атлоне 640, 4 гига озу, но под хренью).

После перевода исходников в Верилог ситуация улучшилась, но не сильно.

ISE 12.4. Захотел собрать на XC6SLX25
XST начал ругаться на:
1) function automatic integer clogb2
2) task automatic ScramblerBit
после часа ковыряний добавил в их тело begin и end и вроде проверка синтаксиса перестала ругаться.
Но XST вконце синтеза вылетал с необъяснимой ошибкой и советовал создать webcase.
При определённых настройках синтез всётаки состоялся - но DSP слайсы отключить не удалось (12 из 38 он всё-таки использовал)
(хотя стояло DSP slice utilization ratio = 0 и USE DSP slice = no) - и с таймингами полсе PAR было всё плохо - всего 16нс (62МГц) -и все ошибки по таймингам были на выходах DSP слайсов.

Заменил ПЛИС в проекте на "безДСПслайсовую" XC3S1400A и получил ошибку синтаксиса:
"ERROR:HDLCompilers:168 - "scrambler.v" line 76 No signals referenced in statement with implicit sensitivity list"
эту ошибку пофиксить так и не удалось - при удалении 76 строчки появляется ещё толпа синтаксических ошибок.

[des00]

После перевода исходников в Верилог ситуация улучшилась, но не сильно.

понятно, найду у кого из коллег стоит ise и добьюсь синтезируемости. потом выложу %)

[des00]

понятно, найду у кого из коллег стоит ise и добьюсь синтезируемости. потом выложу %)

версия для хилых, собирается в 13.4

форум глючит - появляются посты в теме с синтезируемымии исходниками и исчезают

это не форум глючит, это я сорцы не те выкладывал, и что бы потом небыло обвинений в том, что выложил не то, по быстрому стирал %)

пришлось переделать скремблер, не понимает исе тасков по нормальному %( сделал в лоб, без красивостей + выкинул из фира не нужную функцию %)

Взял спартан 3e 1600 - 4, как наиболее близкий по количеству LE к сабжевому сыклону. 33 тыс ~= 25 тыс.
Разрядность данных 13 бит, коэффициентов 18, аккумуляторов 31. Констрейны

Код

TIMESPEC TS_false_path = FROM "PADS" TIG;
TIMESPEC TS_false_path = TO "PADS" TIG;

NET "iclk" TNM_NET = iclk;
TIMESPEC TS_iclk = PERIOD "iclk" 10 ns HIGH 50%;

1 фильтр Slice 3337(22%)/79.847MHz
2 фильтра Slice 6677(45%)/74.063MHzMHz
3 фильтра Slice 10004(67%)/59.748MHzMHz
4 фильтра Slice 13331(90%)/63.464MHzMHz

заняный результат %)

Прикрепленные файлы

 mathcmp_xil.zip ( 2.53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 37

 

[VladimirB]

1 фильтр Slice 3337(22%)/79.847MHz
2 фильтра Slice 6677(45%)/74.063MHzMHz
3 фильтра Slice 10004(67%)/59.748MHzMHz
4 фильтра Slice 13331(90%)/63.464MHzMHz

Да для 90нм 3-го спартана примерно так и получается для 4-х фильтров и XC3SD1800A-4 скрин в приложении.
Правда без TIGов, поэтому и результат хуже.

А 45нм Spartan-6 мне так и не удалось раскочегарить, что ни делал - ISE упорно вставляет DSP слайсы и сам на них ругается (для одного фильтра тайминги на выходе незарегистренных DSPслайсов плохо сходятся, а для четырёх - синтезатор вставляет DSP48 больше чем есть в Спартане и MAP завершается с сообщением о превышении числа DSP48) - видимо версия ISE не та.

А Циклон 3 помнится 65нм + интерконнект получше + Кактус получше.

[Postoroniy_V]

.....
А 45нм Spartan-6 мне так и не удалось раскочегарить, что ни делал - ISE упорно вставляет DSP слайсы и сам на них ругается (для одного фильтра тайминги на выходе незарегистренных DSPслайсов плохо сходятся, а для четырёх - синтезатор вставляет DSP48 больше чем есть в Спартане и MAP завершается с сообщением о превышении числа DSP48) - видимо версия ISE не та.
....

Spartan-6 25 тоже не выходит каменный цветок. версия исе13.4.
но уменя MAP вылетает с жалобами на "..The number of logical carry chain blocks exceeds the capacity for the target device. "
а вы чем синтезировали? я симплифаем.
+up. пробовал xst, тот же результат.