Digitale Signalverarbeitungsblöcke in FPGAs der Stratix®-Serie

Mit eingebetteten DSP-Blöcken (Digital Signal Processing) sind die FPGAs der Stratix®-Serie eine ideale Lösung für leistungsstarke, hochpräzise DSP-Anwendungen. Die DSP-Blöcke sind sehr stromsparend und arbeiten mit weit höheren Frequenzen als die entsprechenden Schaltungen in einer Soft-Implementierung. Im Vergleich zu DSP-Prozessoren bieten die FPGAs der Stratix-Serie:

  • DSP-Leistung um eine Größenordnung höher
  • Möglichkeit zur Implementierung einer Signalverarbeitung mit variabler Präzision (nur mit Stratix V FPGAs)
  • Deutlich geringerer Stromverbrauch des Systems
  • Kleinere Platinenfläche
  • Mehr Plattform-Skalierbarkeit

Die DSP-Blockarchitektur wurde optimiert, um verschiedene gängige DSP-Funktionen mit maximaler Leistung und minimaler Auslastung der Logikressourcen zu implementieren. Zusätzlich zu den Multiplikatoren verfügt jeder DSP-Block über Funktionen, die in typischen DSP-Algorithmen häufig benötigt werden. Zu diesen Funktionen gehören Voraddierer, Addierer, Subtrahierer, Akkumulatoren, Koeffizienten-Registerspeicher und eine Summationseinheit. Mit diesen umfangreichen Funktionen sind die DSP-Blöcke in den FPGAs der Stratix-Serie ideal für Anwendungen mit hochleistungs- und rechenintensiven Signalverarbeitungsfunktionen wie die Finite Impulse Response (FIR) Filterung, schnelle Fourier-Transformationen (FFTs), digitale Hochleistungs-Videoverarbeitung (HD) und HD-CODECs.

Tabelle 1 vergleicht die DSP-Ressourcen in den FPGA-Produktreihen der Stratix-Serie.

Tabelle 1: Ein Vergleich der DSP-Blöcke in FPGAs der Stratix-Serie

FPGA-Produktreihe1 der Stratix-Serie

Maximaler DSP-Block
Taktfrequenz

9x9
Multiplikatoren
pro Block

18x18 Multiplikatoren
pro Block

27x27 Multiplikatoren
pro Block

36x36 Multiplikatoren
pro Block

Stratix® FPGAs

333 MHz

8

4

1

1

Stratix® II FPGAs

450 MHz

8

4

1

1

Stratix® III FPGAs

550 MHz

8

4

2

2

Stratix® IV FPGAs

550 MHz

8

4

2

2

Stratix® V FPGAs2

500 MHz

12

8

4

2
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Hinweis:

  1. Wählen Sie den entsprechenden Link zur Stratix-Produktreihe, um vollständige Details zu den DSP-Funktionen in einer bestimmten FPGA-Produktreihe der Stratix-Serie zu erhalten.
  2. Diese Zahlen beziehen sich auf die Ressourcen in vier DSP-Blöcken mit variabler Genauigkeit.