1.从好用来说,肯定是Xilinx的好用,不过Altera的便宜

1、1.从好用来说，肯定是Xilinx 的好用，不过Altera的便宜Altera的FPGA勺短线资源经常不够用，经常要占用 LE来充当布线资源这也 是什么原因Altera的FPGA能够廉价的缘故，资源少些所以廉价，然而假如你 是高手，也能把他的性能发挥得很好。另外确实是关于块 RAMI Xilinx 的双口 RAM是真的，Altera的没有双口 RAM假 如你要实现真正的双口 RAM只能用两块RAM来背靠背地实现，如此你的 RAM资 源就少了一半，假如你的应用对片内双口 RAM的需求很重要，用Altera的就划 不来。2. Xilinx 与Altera FPGA比较系列之一 逻辑资源速度一开始没

2、想到那个比较会得到大伙的关注，纯粹是出于自己的兴趣。两个厂 商都会宣称自己某一方面比对方好，到底是谁的更好呢？这确信是个仁者见仁， 智者见智的问题。最近这段时间比较忙，项目到了比较关键的阶段，加上其他一 些杂七杂八的情况，很难有比较完整的时间坐下来完成报告，直到今天才差不多把一些文档整理完。在整理的过程中，越来越觉得很难比较两者之间的速度，因为相关的因素实在太多了。软件的好坏，器件本身的延迟，设计等等对最优的速 度都有着相当大的妨碍。做速度比较用的滤波器很难代表其他的设计，确实是抛砖引玉，盼望能够和大伙一起讨论 FPGA勺速度那个问题。在整理过程中，发明 了许多很有趣的情况，比如 Strati

3、xIII 和StratixII的速度区别等。为此，作者做了一些简单的实验，盼望能够找到合理的解释，来分析出现这些现象的缘故。编译之前的考虑依照作者自己的一些经验，作者把常用的一些开关打开了，以便更好的优化 速度。另外，有一些选项作者拿不准是否两个软件都有相似的开关，就没有打开。为了使得比较更加合理，作者尽可能选择门数和10速度都比较接近的FPGAXilinx 采纳 ISE9.1ServicePack1 版本，Altera 采纳 Quartus7.1ServicePa ck1版本，Xili nx:TypeOptionValueSyn thesisOpti onOptimizatio nGoalS

4、peedOptimizatio nEffortHighUseDSP48NoMapOptio nPerformtimi ngdrive npa ckingan dplaceme ntyesMapeffortlevelhighOptimizatio nstrategyspeedPlace&RoutePlacea ndrouteeffortle velhighAlteraTypeOptionValueSyn thesisOptio nstratixii_optimizatio n_tech niqueSpeedFitOptionFitter EffortSta ndard(Highest)optim

5、ize fast corner timi ngonphysical s yn thesis combo logicon编译结果作者采纳了两种形式的滤波器来比较两者的速度。第一种实现形式是57阶FIR滤波器,8比特输入数据,8比特输出数据,13比特系数,滤波器采纳转置形式的 结构。F面是得到的测试结果。表1转置形式滤波器FPGAPlatform FPGATypeSpeed(MHz)Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIIEP3SE80F780C2330269xc5vlx85-ff1153-3Virtex5EP3SE80F780C3276238xc5vlx

6、85-ff1153-2EP3SE80F780C4245203xc5vlx85-ff1153-1StratixIIEP2S90F1020C3318207xc4vlx100-ff1148-12Virtex4EP2S90F1020C4279182xc4vlx100-ff1148-11EP2S90F1020C5234156xc4vlx100-ff1148-10第二种实现方式是相同的滤波器，采纳直截了当形式的结构，乘完之后的数 据按照四输入加法的方式求和。F面是得到的测试结果。表2直截了当形式滤波器FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz)Speed(MHz)FPGATypeFPGAP

7、latformStratixIIIEP3SE80F780C2239275xc5vlx85-ff1153-3Virtex5EP3SE80F780C3212243xc5vlx85-ff1153-2EP3SE80F780C4180211xc5vlx85-ff1153-1StratixllEP2S90F1020C3223189xc4vlx100-ff1148-12Virtex4EP2S90F1020C4200167xc4vlx100-ff1148-11EP2S90F1020C5171150xc4vlx100-ff1148-10一些简单的结论1. 从表1能够看出，Altera的FPGA!行速度快许多。S

8、trati xll比V4的速度高出尤其多。2. 表1,2的结果说明Stratixlll的速度比Stratixll 的没有显著的增加。Xilinx 的V5比V4速度提升了许多。3. 关于直截了当形式的FlR滤波器，一个有趣的现象是Strat ixll 比 V4快，然而 V5 比 Stratixlll 快。为了能够更好的理解造成这些差异的缘故，下面对两个公司的FPGA做进一步的分析。首先，作者对32bit的加法在两个FPGA4行编译，比较两者的速度。表132-bit加法器速度FPGAPIatform FPGATypeSpeed(MHz) Speed(MHz) FPGATypeFPGAPIatfor

9、mStratixlllEP3SE80F780C2457534xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixllEP2S90F1020C3405361xc4vlx100-ff1148-12Virtex4从上面的表格来看，Xilinx的V5比V4速度提高了许多，尤其是逻辑资源的 加法器速度。Xilinx的V5一位进位逻辑延迟为83ps,寄存器输出延迟为326ps, 最低位加法延迟为318ps。Xilinx的V4一位进位逻辑延迟为66ps，寄存器输出 延迟为258ps,最低位加法延迟为 433ps。Altera 的Stratixlll 比Stratixll 只 提高了一些，然而并不是

10、太大。临时没有找到Altera的进位逻辑的延迟参数，S tratixll寄存器输出延迟为94ps,StratixIII 为下面我们来看看乘法器的情况。那个地方我比较了两种乘法器：两个输入可 变下面称为可变乘法器，一个输入可变下面称为固定系数乘法器。分别 针对16bit和8bit情况做了比较，依旧采纳纯逻辑资源来实现上述运算。关于 一个输入可变的情况，另外一个数我用的是有符号数的最大值，即8bit的0x7F和 16bit 的 0x7FFF。下面的一些表格给出了一些测试结果。表2两个输入可变16bit乘法器FPGAPIatform FPGATypeSpeed(MHz) Speed(MHz) FPG

11、ATypeFPGAPIatformStratixIIIEP3SE80F780C2193140xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixIIEP2S90F1020C3182115xc4vlx100-ff1148-12Virtex4表3 一个输入可变16bit乘法器FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz)Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIIEP3SE80F780C2349191xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixIIEP2S90F1020C3312151xc4vlx100-ff1148-

12、12Virtex4表4两个输入可变8bit乘法器FPGAPlatform FPGATypeSpeed(MHz) Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIIEP3SE80F780C2265203xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixIIEP2S90F1020C3255166xc4vlx100-ff1148-12Virtex4表5 一个输入可变8bit乘法器FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz)Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIIEP3SE80F780C2431303

13、xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixIIEP2S90F1020C3440251xc4vlx100-ff1148-12Virtex4从以上的表格能够看出Altera的可变输入乘法器比Xilinx略微快一些。固 定系数乘法器比Xilinx速度高出许多由于Quartus优化的缘故，下面会专门 分析。Xilinx的V5比V4速度有了较大的提高，而 StratixIII的速度比StratixII没有明显的提高。Quartus软件能够对固定系数乘法器做优化，比如与0x7F相乘，等价于先与 0x080相乘，然后减去被乘数。我使用了另外一个系数0x7D,结果发明速度明显 下降，Str

14、atixIIIC2的最高速度只有253MHz而占用的资源却增加许多。因为这一点，也导致了在实现转置形式的FIR滤波器速度要紧局限在固定系数乘法 器上，Altera不仅能够少用一部分资源，速度比 Xilinx快许多。上次的分析还剩下一点点尾巴，确实是查找直截了当形式滤波器刈inxV5比AlteraS3快的缘故。在对直截了当形式的滤波器做比较时，发明Xilinx的V5比Altera的S3要快一些，时序分析报告显示关键路径在乘完之后的求和运算。我单独把求和运算 做了分析，下面是得到的结果。奇怪的是这种情况下Xilinx的V5比Altera的S3要慢一些。可能是其他缘故造成了上述的差别，今后再接着研究

15、那个问题。FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz)Speed(MHz)FPGATypeFPGAPlatformStratixIIIEP3SE80F780C2304255xc5vlx85-ff1153-3Virtex5StratixIIEP2S90F1020C3264208xc4vlx100-ff1148-12Virtex4下一个系列接着研究直截了当形式和转置形式滤波器采纳DSP块的一些实现情况。大伙明白，高端的FPGA中都有为数许多的DSP块，里边要紧包括一些18X18 的乘法器，以及加法器等单元，相邻的DSP往往能够通过专用的连线互连， 从而 实现滤波器的级联设计，提高滤

16、波器的运行速度。Xilinx和Altera的DSP块有所差别，Minx的DSP模块能够做18X18乘法，18X18乘累加运算，18X18乘加 运算等，其中累加器能够到48位宽，厂家标称的最高速度位 500MHz Altera 的DSP块能够分解成为8X8,16X16,32X32块，能够完成乘法，乘累加，乘加等运 算，厂家标称的最高速度为450MHz下面的表格给出了一些综合结果。表1转置形式的FIR滤波器综合结果FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz) Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIEP2S90F1020C3313165xc4

17、vsx35-ff668-12Virtex4EP2S90F1020C4282154xc4vsx35-ff668-11EP2S90F1020C5240124xc4vsx35-ff668-10表2直截了当形式的FIR滤波器综合结果FPGAPlatformFPGATypeSpeed(MHz) Speed(MHz) FPGATypeFPGAPlatformStratixIIEP2S90F1020C3195109xc4vsx35-ff668-12Virtex4EP2S90F1020C4169101xc4vsx35-ff668-11EP2S90F1020C514188xc4vsx35-ff668-10xc4

18、vsx35-ff668-1 EP2S90F1020C31951092一些简单的分析：1、 Xilinx 之因此速度比Altera慢一个缘故可能是ISE综合时可能需要加 一些约束才能够达到最正确状态，就这件情况我曾经咨询过 Xili nx的应 用工程师，她给了我一个使用 Synplify 综合的结果，速度明显比我使用 ISE 的好许多。2、有关Xilinx的DSPBIock,我还试了许多其他的模块，包括简单的乘法器等，然而都不能达到器标称的 500MHz另外，ISE不能支持随意的写 法，对代码的风格有一定的要求，比如，需要写成同步 reset ，如此才能 被综合到DSPBIock当中。首先,XiIinx 和Altera的FPGADS功能差不多相同,两者差不多上能够实现相近 的功能比较小的差别是，Xilinx的DSP模块能够在模块内做乘累加运算,而 Altera 的必须借助逻辑资源实现 . 另外, 两者的速度有所区别 ,XilinxV4 标称最 高速度为500MHz而AlteraS2标称最高速率为450MHz.在实际使用过程当中, 厂商的参数当然重要 , 然而用户的使