Intel Agilex® 7可変精度DSPブロック・ユーザーガイド

ダウンロード PDF
ID 683037
日付 10/02/2023
Public
ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの概要 2. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックのアーキテクチャー 3. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの演算モード 4. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックにおけるデザインの考慮事項 5. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアのリファレンス 6. Multiply Adder Intel® FPGA IPコアのリファレンス 7. ALTMULT_COMPLEX Intel® FPGA IPコアのリファレンス 8. LPM_MULT Intel® FPGA IPコアのリファレンス 9. LPM_DIVIDE Intel® FPGA IPコアのリファレンス 10. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPのリファレンス 11. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロック・ユーザーガイド・アーカイブ 12. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロック・ユーザーガイドの改訂履歴
1. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの概要 x
1.1. 機能 1.2. Intel Agilex® 7デバイスでサポートされる演算モード
1.2. Intel Agilex® 7デバイスでサポートされる演算モード x
1.2.1. 固定小数点演算 1.2.2. 浮動小数点演算
2. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックのアーキテクチャー x
2.1. 固定小数点演算 2.2. 浮動小数点演算
2.1. 固定小数点演算 x
2.1.1. 固定小数点演算の入力レジスターバンク 2.1.2. 固定小数点演算におけるパイプライン・レジスター 2.1.3. 固定小数点演算における前置加算器 2.1.4. 固定小数点演算における内部係数 2.1.5. 固定小数点演算における乗算器 2.1.6. 固定小数点演算における加算器または減算器 2.1.7. 固定小数点演算におけるアキュムレーター、チェーンアウト加算器、プリロード定数 2.1.8. 固定小数点演算におけるシストリック・レジスター 2.1.9. 固定小数点演算におけるダブル累算レジスター 2.1.10. 固定小数点演算における出力レジスターバンク
2.1.7. 固定小数点演算におけるアキュムレーター、チェーンアウト加算器、プリロード定数 x
2.1.7.1. 動的チェーンアウト
2.2. 浮動小数点演算 x
2.2.1. 浮動小数点演算の入力レジスターバンク 2.2.2. 浮動小数点演算におけるパイプライン・レジスター 2.2.3. 浮動小数点演算における乗算器 2.2.4. 浮動小数点演算における加算器または減算器 2.2.5. 浮動小数点演算における出力レジスターバンク 2.2.6. 浮動小数点演算における例外処理
3. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの演算モード x
3.1. 固定小数点演算の演算モード 3.2. 浮動小数点演算の演算モード
3.1. 固定小数点演算の演算モード x
3.1.1. 独立乗算器モード 3.1.2. 4つの8 x 8 (符号なし) または9 x 9 (符号付き) 合計モード 3.1.3. 乗算器と加算器による合計モード 3.1.4. 独立複素乗算器 3.1.5. シストリックFIRモード
3.1.1. 独立乗算器モード x
3.1.1.1. 18 × 18または18 × 19独立乗算器 3.1.1.2. 27 × 27独立乗算器
3.1.4. 独立複素乗算器 x
3.1.4.1. 18 × 19乗算と36ビット入力の合計モード
3.1.5. シストリックFIRモード x
3.1.5.1. シストリック・モード・ユーザー・ビューから可変精度ブロック・アーキテクチャー・ビューへのマッピング 3.1.5.2. 18ビット・シストリックFIRモード 3.1.5.3. 27ビット・シストリックFIRモード
3.2. 浮動小数点演算の演算モード x
3.2.1. FP32単精度浮動小数点演算の機能 3.2.2. FP16半精度浮動小数点演算の機能 3.2.3. 複数の浮動小数点可変DSPブロックにおける機能
3.2.1. FP32単精度浮動小数点演算の機能 x
3.2.1.1. FP32乗算モード 3.2.1.2. 加算または減算モード 3.2.1.3. 乗累算モード 3.2.1.4. FP32ベクトル1モード 3.2.1.5. FP32ベクトル2モード
3.2.2. FP16半精度浮動小数点演算の機能 x
3.2.2.1. FP16でサポートされる精度の形式 3.2.2.2. 2つのFP16乗算の合計モード 3.2.2.3. 2つのFP16乗算の合計とFP32加算モード 3.2.2.4. 2つのFP16乗算の合計と累算モード 3.2.2.5. FP16ベクトル1モード 3.2.2.6. FP16ベクトル2モード 3.2.2.7. FP16ベクトル3モード
3.2.3. 複数の浮動小数点可変DSPブロックにおける機能 x
3.2.3.1. 積和または積差モード 3.2.3.2. ダイレクト・ベクトルドット積 3.2.3.3. 複素乗算
4. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックにおけるデザインの考慮事項 x
4.1. 固定小数点演算 4.2. 浮動小数点演算 4.3. Intel Agilex® 7デバイスにおけるDSPブロックのカスケード制約
4.1. 固定小数点演算 x
4.1.1. 入力レジスター、パイプライン・レジスター、および出力レジスターのコンフィグレーション 4.1.2. 固定小数点演算における内部係数と前置加算器 4.1.3. 固定小数点演算におけるアキュムレーター 4.1.4. 固定小数点演算における入力カスケード 4.1.5. チェーンアウト加算器
4.1.1. 入力レジスター、パイプライン・レジスター、および出力レジスターのコンフィグレーション x
4.1.1.1. 入力レジスターの制約 4.1.1.2. パイプライン・レジスターの制約 4.1.1.3. それぞれの演算モードでサポートされるレジスター・コンフィグレーション
4.1.4. 固定小数点演算における入力カスケード x
4.1.4.1. 動的スキャンイン
4.2. 浮動小数点演算 x
4.2.1. 入力レジスター、パイプライン・レジスター、および出力レジスターのコンフィグレーション 4.2.2. チェーンアウト加算器
4.2.1. 入力レジスター、パイプライン・レジスター、および出力レジスターのコンフィグレーション x
4.2.1.1. FP32演算モードでサポートされるレジスター・コンフィグレーション 4.2.1.2. FP16演算モードでサポートされるレジスター・コンフィグレーション
5. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアのリファレンス x
5.1. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPリリース情報 5.2. サポートされる演算モード 5.3. 固定小数点演算の最大入力データ幅 5.4. 固定小数点演算の最大出力データ幅 5.5. Native Fixed Point DSP IPのパラメーター化 5.6. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPの信号 5.7. IPの移行
5.3. 固定小数点演算の最大入力データ幅 x
5.3.1. 18 x 18 + 36モードでの36ビット未満のオペランド使用例
5.5. Native Fixed Point DSP IPのパラメーター化 x
5.5.1. Operation Modeタブ 5.5.2. Input Cascadeタブ 5.5.3. Pre-adderタブ 5.5.4. Internal Coefficientタブ 5.5.5. アキュムレーター/出力チェーン 5.5.6. パイプライン 5.5.7. クリア信号
5.6. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPの信号 x
5.6.1. 4つの9 × 9合計モードの信号 5.6.2. 18 × 18フルモードの信号 5.6.3. 2つの18 × 18合計モードの信号 5.6.4. 18 × 18 + 36モードの信号 5.6.5. 18 × 18シストリック・モードの信号 5.6.6. 27 × 27モードの信号
6. Multiply Adder Intel® FPGA IPコアのリファレンス x
6.1. Multiply Adder Intel® FPGA IPリリース情報 6.2. 機能 6.3. パラメーター 6.4. 信号
6.2. 機能 x
6.2.1. 前置加算器 6.2.2. シストリック遅延レジスター 6.2.3. プリロード定数 6.2.4. ダブル・アキュムレーター
6.2.1. 前置加算器 x
6.2.1.1. 前置加算器シンプルモード 6.2.1.2. 前置加算器係数モード 6.2.1.3. 前置加算器入力モード 6.2.1.4. 前置加算器平方モード 6.2.1.5. 前置加算器定数モード
6.3. パラメーター x
6.3.1. Generalタブ 6.3.2. Extra Modesタブ 6.3.3. Multipliersタブ 6.3.4. Preadderタブ 6.3.5. Accumulatorタブ 6.3.6. Systolic/Chainoutタブ 6.3.7. Pipeliningタブ
7. ALTMULT_COMPLEX Intel® FPGA IPコアのリファレンス x
7.1. ALTMULT_COMPLEX Intel® FPGA IPリリース情報 7.2. 機能 7.3. 複素乗算 7.4. パラメーター 7.5. 信号
8. LPM_MULT Intel® FPGA IPコアのリファレンス x
8.1. LPM_MULT Intel® FPGA IPリリース情報 8.2. 機能 8.3. パラメーター 8.4. 信号
8.3. パラメーター x
8.3.1. Generalタブ 8.3.2. General 2タブ 8.3.3. Pipeliningタブ
9. LPM_DIVIDE Intel® FPGA IPコアのリファレンス x
9.1. LPM_DIVIDE Intel® FPGA IPリリース情報 9.2. 機能 9.3. Verilog HDLプロトタイプ 9.4. VHDLのコンポーネント宣言 9.5. VHDL LIBRARY_USE宣言 9.6. ポート 9.7. パラメーター
9.7. パラメーター x
9.7.1. Generalタブ 9.7.2. General1タブ
10. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPのリファレンス x
10.1. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPリリース情報 10.2. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアでサポートされる演算モード 10.3. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPのパラメーター化 10.4. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアの信号 10.5. IPの移行
10.3. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPのパラメーター化 x
10.3.1. Generalタブ 10.3.2. Registersタブ
10.4. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアの信号 x
10.4.1. FP32乗算モードの信号 10.4.2. FP32加算または減算モードの信号 10.4.3. FP32乗算と加算または減算モードの信号 10.4.4. FP32乗算と累算モードの信号 10.4.5. FP32ベクトル1モードおよびベクトル2モードの信号 10.4.6. 2つのFP16乗算の合計モードの信号 10.4.7. 2つのFP16乗算の合計とFP32加算モードの信号 10.4.8. 2つのFP16乗算の合計と累算モードの信号 10.4.9. FP16ベクトル1モードおよびベクトル2モードの信号 10.4.10. FP16ベクトル3モードの信号
1. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの概要
2. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックのアーキテクチャー
3. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックの演算モード
4. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロックにおけるデザインの考慮事項
5. Native Fixed Point DSP Intel Agilex® FPGA IPコアのリファレンス
6. Multiply Adder Intel® FPGA IPコアのリファレンス
7. ALTMULT_COMPLEX Intel® FPGA IPコアのリファレンス
8. LPM_MULT Intel® FPGA IPコアのリファレンス
9. LPM_DIVIDE Intel® FPGA IPコアのリファレンス
10. Native Floating Point DSP Intel Agilex® FPGA IPのリファレンス
11. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロック・ユーザーガイド・アーカイブ
12. Intel Agilex® 7可変精度DSPブロック・ユーザーガイドの改訂履歴

6.2.2. シストリック遅延レジスター

シストリック・アーキテクチャーでは、入力データはデータバッファーとして機能するレジスターのカスケードに供給されます。各レジスターで入力サンプルを乗算器に提供し、そこでそれぞれの係数を乗算します。チェーン加算器では、徐々に結合される乗算器からの結果と、chainin[] 入力ポートからのこれまでにレジスターされている結果を格納し、最終結果を形成します。それぞれの積和要素を1サイクル遅延させ、加算時に結果が適切に同期しているようにする必要があります。連続する各遅延を使用して、それぞれの積和要素の係数メモリーとデータバッファーの両方に対処します。例えば、2つ目の積和要素には単一の遅延、3つ目の積和要素には2つの遅延、などです。

図 63. シストリック・レジスター


x(t) は入力サンプルの連続ストリームからの結果を表し、y(t) は一連の入力サンプルの合計を表します。また、時間の経過とともにそれぞれの係数で乗算されます。入力と出力の結果は、左から右へと進みます。c(0) から c(N-1) は係数を表します。シストリック遅延レジスターは S-1 で表され、この –1 は単一のクロック遅延を意味します。シストリック遅延レジスターは、乗算器オペランドの結果と累算合計の同期を保証するように入力と出力に追加され、パイプライン化が行われます。この処理要素を複製し、フィルタリング関数を計算する回路を形成します。この関数は次の式で表されます。



N はアキュムレーターに入力されるデータのサイクル数を表し、y(t) は時間 t での出力、A(t) は時間 t での入力、B(i) は係数を表します。式中の t と i は時間における特定の時点に相当するため、時間 t における出力サンプル y(t) を算出するには、N 個の異なる時点での入力サンプルのグループ、つまりA(n)、A(n-1)、A(n-2)、… A(n-N+1) が必要です。N個の入力サンプルのグループは N 個の係数で乗算され、それが合計されて最終結果 y になります。

シストリック・レジスター・アーキテクチャーは、2つの乗算の合計モードと4つの乗算の合計モードでのみ利用可能です。

次の図は、2つの乗算器でのシストリック遅延レジスターの実装を表しています。

図 64. 2つの乗算器でのシストリック遅延レジスターの実装


2つの乗算器の合計は次の式で表されます。



次の図は、4つの乗算器でのシストリック遅延レジスターの実装を表しています。

図 65. 4つの乗算器でのシストリック遅延レジスターの実装


4つの乗算器の合計は次の式で表されます。



次のリストは、シストリック・レジスター実装の利点です。

  • DSPリソース使用量の削減
  • チェーン加算器構造を使用することでDSPブロックでの効率的なマッピングが可能
関連情報
レベル 2 の表題