Последовательный сумматор на ПЛИС: оптимизация и производительность

Представлен последовательный сумматор, использующий один полный сумматор (Full Adder) для вычисления суммы чисел произвольной разрядности. Операнды поступают последовательно, начиная с младшего бита, а результат выдается в параллельном виде. Схема включает модули PISO (параллельный ввод, последовательный вывод) и SIPO (последовательный ввод, параллельный вывод) для преобразования данных.
Последовательный сумматор на ПЛИС: оптимизация и производительность
Изображение носит иллюстративный характер

Для управления потоком данных используется модуль flowcontrol, формирующий сигнал записи в SIPO на основе загрузки входных данных. Валидность результата определяется детектором спада сигнала записи в SIPO. Полный сумматор имеет зацикленную цепь переноса и триггеры на входах, что обеспечивает корректную работу.

Схема обеспечивает задержку в C_WIDTH + 3 такта, где C_WIDTH — разрядность операндов. Максимальная тактовая частота в 250 МГц была достигнута на кристалле xc7a35tcsg324-1 при разрядности операндов 10000 бит. Производительность системы определяется как Fmax/(N+3), где N – разрядность операндов.

Для синтеза больших проектов, где количество портов превышает возможности микросхемы ПЛИС, необходимо использовать режим синтеза out-of-context (ooc). Для повышения производительности при работе с большими разрядностями следует уменьшать fanout, например, клонированием источников сигнала.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка