BP神经网络图像压缩算法乘累加单元的FPGA设计

提出一种基于三层前馈BP神经网络实现图像压缩算法的方案,该方案采用可重载IP核和VHDL代码相结合的设计方式。对方案中重要单元-乘累加单元进行了FPGA设计,该模块设计采用流水线处理方式,增大了数据吞吐量,减小了系统延时,提高了时钟频率,并完成了该单元的行为级功能仿真。仿真结果验证了FPGA设计的可行性。

新型的DSP处理器高速低功耗多功能乘累加单元(英文)

介绍了一种采用新型结构的应用于DSP处理器的多功能高速低功耗乘累加单元(MAC)。该设计采用了异步互锁流水线技术,极大的降低了功耗。在整个设计的关键路径即部分积产生和生成部分采用的互补部分积字校正(CPPWC)和三维压缩法(TDM)很好的优化了设计,提高了速度。嵌入该乘累加单元的DSP处理器采用SMIC0.18CMOS工艺进行了流片。经测试,该设计优于采用传统结构的同类设计,其时延为3.34ns,功耗为13.9247mW。

一种高速DSP中延迟优化的乘累加单元的设计与实现(英文)

乘累加单元是任何数字信号处理器(DSP)数据通路中的一个关键部分.多年来,硬件工程师们一直倾注于其优化与改进.本文描述了一种速度优化的乘累加单元的设计与实现.本文的乘累加单元是为一种高速VLIW结构的DSP核设计,能够进行16×16+40的无符号和带符号的二进制补码操作.在关键路径延迟上,本文的乘累加单元比其他任何使用相同或不同算数技术实现的乘累加单元都更优.本文的乘累加单元已成功使用于synopsys的工具,并与synopsys的Design Ware库中相同位宽的乘累加单元比较.比较结果表明,本文的乘累加单元比Design Ware库中的任何其他实现都要快,适合于在需要高吞吐率的DSP核中使用.注意:比较是在Design compiler中使用相同属性和开关下进行的.

支持多种精度小数的运算单元设计

针对DSP在应用中大量的使用不同精度的小数运算,对数据运算单元进行详细设计.通过对Q15格式小数计算特点的分析,增加多精度累加型数据格式,满足乘累加过程中对于精度的要求.同时,对执行部件的时延进行分析评估后,合理的划分流水线,在满足DSP计算功能的同时,还能够达到较高的工作频率.通过典型的数字信号处理算法核心,对本设计性能进行量化分析.在TSMC 65nm的工艺条件下,其时钟频率达到500MHz.

基于RNS算法的高阶FIR滤波器设计

以{2~n-1,2~n,2~n+1,2^(n-1)-1,2^(n+1)-1}为余数基,在余数系统(RNS)的基础上设计了一种128抽头有限脉冲响应(FIR)滤波器。针对大位宽输入,利用基于华莱士(Wallace)树结构的纯组合逻辑电路,实现了二进制到余数的转换。相较于一般抽头中乘法器级联加法器的结构,设计的乘累加(MAC)单元将加法运算合并到部分积求和中,减少了一级模加法器,使得电路延时进一步减少。此外,通过对进位保留加法器(CSA)的中间结果取模,避免了加法运算引起的位宽增加,从而降低了整个运算的复杂度。电路在FPGA上设计实现。实验结果表明,该滤波器的延时为3.55ns,功耗为2 585mW,消耗的硬件资源明显降低。

流水线的FPGA低功耗设计

在组合逻辑中加入寄存器级形成流水线,减少了信号毛刺的产生和传播,从而降低FPGA动态功耗,通过XPower功耗分析工具总结出了流水线设计和非流水线设计的功耗,为了做出更完整的对比,使用了低翻转率信号,随机翻转率信号和高翻转率信号作为输入,最后得出结论,对于高翻转率的信号,使用流水线可以一定程度的降低FPGA的功耗,对于低翻转率的信号,使用的流水线可能会使用比非流水线更多的功耗,并分析了其原因。

IDCT IP核的VLSI结构

介绍了一种新型的IDCTIP核的VLSI结构,这种并行结构结合分布式算法和基于存储器的查找表,系统自顶向下分解为模块,设计出一个不需要乘法器的高性能IP核,可以实时处理MPEG2MP@ML。