比较器如何用DSP48实现

• 2019 年 10 月 30 日
• 筆記

从结构上而言，DSP48可分为输入寄存器组、MUX、乘法单元、算数逻辑单元（ALU）和输出寄存器组。如下图所示。

图片来源： figure 2-3, ug579

实际上，DSP48的功能是很强大的，除了常规的乘法运算、乘累加运算、加法、累加等之外，还可以用作关系运算，以比较两个数的大小。其基本思想是将关系运算转换为减法运算，并对结果进行检测。这种检测是通过DSP48的模式检测功能来检查ALU的输出是否与指定模式匹配。尤其是对于大位宽的比较，采用该方法一方面可减少LUT的利用率；另一方面还可提高系统时钟频率，加速时序收敛。

来看一个例子。两个48-bit有符号整数a和b，需要判断这两个数是否相等。我们可以将关系运算(a==b)转换为(a-b)。如果a与b相等，那么两者之差应为0。只需要把模式检测设置为全0即可。这样，要求数据a由DSP48的A端口(30-bit)和B端口(18-bit)进入，数据b由DSP48的C端口进入。需要对DSP48的OPMODE和ALUMODE设置，以确保进入ALU的数据分别来自于端口C和A:B（表示A与B拼接），同时保证ALU工作模式为减法模式。整体电路如下图所示。

同时，模式检测设置如下图所示。为了提高时钟频率，可对输入和输出设置流水寄存器。这样，实际检测结果将晚于输入两个时钟周期之后获得。

仿真结果如下图所示。