Altera präsentiert erste Gleitkomma-FFT-IP-Cores für FPGAs

Neue Cores verwenden Embedded-DSP-Blöcke der Stratix-Bausteinfamilie, um kosteneffiziente Gleitkomma-FFT-Lösungen für FPGAs zur Verfügung zu stellen
(PresseBox) (Unterschleißheim, ) Altera stellte die ersten Fast-Fourier-Transform-(FFT-)Gleitkomma-IP-Cores für FPGAs vor. Die neuen Cores entsprechen dem IEEE-754-Standard und sind für die FPGAs von Alteras Stratix-Bausteinfamilie optimiert. Durch effizienten Einsatz der Embedded-DSP-Blöcke der Stratix-Bausteine ist Altera in der Lage, Designern eine kostengünstige Gleitkomma-FFT-FPGA-Lösung zur Verfügung zu stellen - ein langjähriges Ziel der FPGA-Industrie. Die neuen IP-Cores sind die ideale Lösung, um Designs von militärischen, industriellen und medizinischen Systemen zu unterstützen, die leistungsfähige FFT-Verarbeitung benötigen.

„Unsere Kunden verwendeten bisher entweder Standardprodukte oder mehrere Recheneinheiten wie die Altivec-Systeme, um unsere breitbandigen Daten zu verarbeiten“, sagte Ralph Kimball, President von Echotek. „Alteras Gleitkomma-FFT-Core in Verbindung mit den DSP- und den Speicherfähigkeiten der Stratix-Bausteine liefert unseren Kunden die Verarbeitungsleistung und Flexibilität, die sie für ihre Radar- und Signal-Intelligence-Applikationen benötigen.“

Die neuen Produkte von Altera sind in zwei Version erhältlich, als Radix-2- und Radix-4-Cores. Die Radix-4-Version bietet eine Verarbeitungszeit von 25 µs (für 1 K Punkte) bei 200 MHz Systemgeschwindigkeit und verwendet nur ungefähr zehn Prozent der Ressourcen eines mittelgroßen Stratix-Bausteins. Radix 2 ist halb so groß wie Radix 4 und bietet eine 1-K Punkte-Verarbeitungszeit von 50 µs bei 200 MHz Systemgeschwindigkeit. Weitere Versionen der neuen Cores befinden sich in Entwicklung.

„Gleitkomma-FFT-Cores bieten bezüglich ihrer dynamischen Bandbreite und dem vereinfachtem Systemdesign beachtliche Vorteile im Vergleich zu Festkomma-FFT-Cores“, kommentierte Martin Langhammer, leitender Wissenschaftler bei Altera. „Die Stratix-DSP-Blöcke haben erhebliche Vorzüge bei der Implementierung von Gleitkommafunktionen, da sie über die Fähigkeit verfügen, bei über 250 MHz 36 x 36 Multiplizierer direkt zu unterstützen.“

Die Gleitkomma-FFT-Cores von Altera sind parametrisierbar bezüglich der Transformationslänge und verwenden das IEEE-754-Single-Precision-Format (ein Vorzeichen-Bit, acht Exponenten-Bits, 23 Mantissen-Bits) für Daten- und Twiddle-Speicher. Intern verwenden die Cores IEEE-754-Extended-Precision-Arithmetik (ein Vorzeichen-Bit, acht Exponenten-Bits, 31 Mantissen-Bits), um eine größere Datenintegrität zu erzielen. Mit einem integrierten Speicher von bis zu 7 MBit ermöglichen die Stratix-Bausteine sehr große FFT-Implementierungen im internen Speicher. Beide Core-Versionen unterstützen externe Speicherschnittstellen für unbegrenzte Transformationsgrößen.

Verifiziert mit der Simulations-Software ModelSim, Version 5.6A, und der nativen Synthese-Software Quartus II, Version 2.2, beinhaltet der Core einen umfassendes Paket an MATLAB-basierten Utilities zur Generierung und Analyse von Test-Benches für ModelSim-Software-basierte Simulation und Quartus-II-Software-basierter Synthese. Zusätzlich zu den FFT-Cores bietet Altera auch ein Paket an freien IEEE-754-gemäßen Operatoren wie Multiplizierer und Addierer/Subtrahierer. Diese Operatoren unterstützen sowohl einfache als auch erweiterte Formate. Ein IEEE-754-gemäßer Multiplizierer kann in einem einzelnen Stratix-DSP-Block und ungefähr 200 Logikelementen implementiert werden.

Verfügbarkeit

Anwender können für Testzwecke ein OpenCore-IP der Radix-4- und Radix-2-FPGA-Gleitkomma-FFT-Cores über Alteras IP-MegaStore-Website unter www.altera.com/... anfordern. Der Preis für eine unbefristete Lizenz für die Cores beträgt 7.995 US-Dollar inklusive eines Upgrade- und Support-Programms für zwölf Monate. Die Gleitkomma-Multiplizierer von Altera sind in der Quartus-II-Software enthalten. Eine zwölfmonatige Lizenz dieser Software kostet 2.000 US-Dollar.

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