比較器如何用DSP48實現

• 2019 年 10 月 30 日
• 筆記

從結構上而言，DSP48可分為輸入暫存器組、MUX、乘法單元、算數邏輯單元（ALU）和輸出暫存器組。如下圖所示。

圖片來源： figure 2-3, ug579

實際上，DSP48的功能是很強大的，除了常規的乘法運算、乘累加運算、加法、累加等之外，還可以用作關係運算，以比較兩個數的大小。其基本思想是將關係運算轉換為減法運算，並對結果進行檢測。這種檢測是通過DSP48的模式檢測功能來檢查ALU的輸出是否與指定模式匹配。尤其是對於大位寬的比較，採用該方法一方面可減少LUT的利用率；另一方面還可提高系統時鐘頻率，加速時序收斂。

來看一個例子。兩個48-bit有符號整數a和b，需要判斷這兩個數是否相等。我們可以將關係運算(a==b)轉換為(a-b)。如果a與b相等，那麼兩者之差應為0。只需要把模式檢測設置為全0即可。這樣，要求數據a由DSP48的A埠(30-bit)和B埠(18-bit)進入，數據b由DSP48的C埠進入。需要對DSP48的OPMODE和ALUMODE設置，以確保進入ALU的數據分別來自於埠C和A:B（表示A與B拼接），同時保證ALU工作模式為減法模式。整體電路如下圖所示。

同時，模式檢測設置如下圖所示。為了提高時鐘頻率，可對輸入和輸出設置流水暫存器。這樣，實際檢測結果將晚於輸入兩個時鐘周期之後獲得。

模擬結果如下圖所示。