Intel® Stratix® 10 MX (DRAM系统级封装)器件概述

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ID 683149
日期 2/27/2018
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1. Stratix 10 MX (DRAM系统级封装)器件概述
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1.1. Stratix 10 MX器件 1.2. Stratix 10 MX器件的创新 1.3. Stratix 10 MX功能总结 1.4. Stratix 10 MX结构图 1.5. Stratix 10 MX系列计划 1.6. 异构3D堆栈式HBM2 DRAM存储器 1.7. HyperFlex内核体系结构 1.8. 异构3D SiP收发器Tile 1.9. Stratix 10 MX收发器 1.10. PCI Express Gen1/Gen2/Gen3硬核IP 1.11. 100G以太网MAC、Reed-Solomon FEC硬核IP和KP-FEC硬核IP 1.12. 10G以太网硬核IP 1.13. Interlaken PCS硬核IP 1.14. 外部存储器和通用I/O 1.15. 自适应逻辑模块(ALM) 1.16. 内核时钟 1.17. 小数分频综合PLL和I/O PLL 1.18. 内部嵌入式存储器 1.19. 精度可调DSP模块 1.20. 硬核处理器系统(HPS) 1.21. 电源管理 1.22. 器件配置和安全器件管理器(SDM) 1.23. 器件安全 1.24. 使用PCI Express的通过协议配置 1.25. 部分和动态重配置 1.26. 快进编译(Fast Forward Compile) 1.27. 单粒子翻转(SEU)检错和纠错 1.28. 文件修订历史
1.5. Stratix 10 MX系列计划 x
1.5.1. 可用选项
1.9. Stratix 10 MX收发器 x
1.9.1. PMA功能 1.9.2. PCS功能
1.20. 硬核处理器系统(HPS) x
1.20.1. Stratix 10 MX HPS的主要功能：
1. Stratix 10 MX (DRAM系统级封装)器件概述

1.19. 精度可调DSP模块

Intel® Stratix® 10 MX DSP模块基于Intel的上一代器件中使用的精度可调DSP体系结构，具有硬定点和符合IEEE-754的浮点性能。

DSP模块通过配置可支持从18x19到54x54精度范围的信号处理。通过增添流水线寄存器来提高DSP模块的最大操作频率，并降低了功耗。

图 16. DSP模块：标准精度定点模式
图 17. DSP模块：高精度定点模式
图 18. DSP模块：单精度浮点模式

DSP模块在编译时间可独立地配置成双18x19乘法累加或者单一27x27乘法累加。通过使用专用的64-bit级联总线，多个精度可调DSP模块可级联在一起来高效地实现甚至更高精度的DSP功能。

在浮点模式中，每个DSP模块提供一个单精度浮点乘法器和加法器。支持浮点加法，乘法，乘加，乘法累加。

下表显示了在一个DSP模块中如何选择不同精度，或者通过使用多个模块来实现不同精度。

表 11.  精度可调DSP模块配置

乘法器大小

DSP模块资源

预期使用

18x19位

1/2精度可调DSP模块

中等精度定点

27x27位

1个精度可调DSP模块

高精度定点

19x36位

1个有外部加法器的精度可调DSP模块

定点FFT

36x36位

2个有外部加法器的精度可调DSP模块

超高精度定点

54x54位

4个有外部加法器的精度可调DSP模块

双精度浮点
单精度浮点 1个单精度浮点加法器，1个单精度浮点乘法器 浮点

复合乘法在DSP运算是很普遍的。复合乘法器最常见的一种应用是FFT运算。该运算的特点在于只对乘法器的一侧增大精度要求。精度可调DSP模块支持FFT运算，随着精度的增大，DSP资源成比例增加。

表 12.  基于精度可调DSP模块的复合乘法

复合乘数器大小

DSP模块资源

FFT使用

18x19位

2个精度可调DSP模块

资源优化的FFT

27x27位

4个精度可调DSP模块

最高精度FFT

对于有高动态范围要求的FFT应用，Intel FFT IP内核提供了一个单精度浮点实现的选项，具有与高精度定点实现类似的资源使用和性能。

DSP模块的其它特性包括：

  • 硬核18-bit和25-bit预加法器
  • 硬核浮点乘法器和加法器
  • 64-bit双累加器(用于独立的I、Q产品乘法累加)
  • 18和27-bit FIR滤波器的级联输出加法器链
  • 18和27-bit系数的嵌入式系数寄存器
  • 完全独立的乘法器输出
  • 对大多数模式使用 Intel® Quartus® Prime软件提供的HDL模板的可推断性

精度可调DSP模块是支持高性能DSP应用中更高位精度增长趋势的理想选择。同时，精度可调DSP模块能有效地支持很多现有的18-bit DSP应用，例如：高清晰度视频处理和远程无线电头端。通过使用精度可调DSP模块体系结构和硬核浮点乘法器和加法器， Intel® Stratix® 10 MX器件能够有效地支持很多不同的精度等级，最高能达到浮点实现。这一灵活性促成了系统性能的提高，功耗的降低，并减少了对系统运算设计人员的体系结构约束。

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