Zynq PS/PL 第七篇： Adam Taylor’s MicroZed 系列27 Taylor, 小数点

pengpengpang

作者：Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监
Adam Taylor's博客系列讲解在基于ARM的Zynq SoC芯片可编程逻辑上实现定点数学函数计算。
我们已经在MicroZed 系列的前期博客中学习了在PL（可编程逻辑）内实现定点运算，现在我们来分析系统内如何执行这些函数，将会发现令人惊讶的结果。
在编写代码前，需要确定我们在特定实例中用到的比例因子（小数点位置）。在这个示例中，输入信号将在0至10范围内，所以我们可以在16位的输入向量内封装4个小数位和12个分数位。


执行上述等式，其中有三个常量 A, B和C：


我们需要在计算中缩放这些常量。在FPGA这样做的好处在于，我们可以分别扩展每个常数以优化性能，如表所示：


执行上述公式后，我们需要考虑合成向量的扩展，如下图的Ax2 and Bx：


要执行最后加上常量C，我们需要对齐小数位。因此，我们需要将Ax2 和Bx的结果值除以2的乘方，对齐常量C的小数位。结果值的格式为8,8。


完成上述计算后，我们开始在前期博客中创建的Vivado外设中执行设计。第一步是打开Vivado内的框图，右键单击外设，然后选择“Edit in IP Packager”。当IP Packager在顶层文件中打开后，我们可以很容易地执行简单进程，可在数个时钟周期数完成计算。（这个实例中是5个时钟周期，您也可进行进一步优化。）


现在我们可在Vivado内重新封装和重要创建项目（记得更新版本号），然后将更新的硬件导出至SDK。
在SDK内我们可以使用此前使用的相同方法，唯一不同的是以前使用的是浮点系统，现在使用的是定点系统：


在MicroZed板创建上述代码并运行后，通过通过串行链路输出以下结果：33610除以2 ^ 8结果等于131.289，这个结果值是正确的， （参见Zynq PS/PL, 第5篇: Adam Taylor’s MicroZed 系列25）。


计算结果相同，但最大的区别是计算时间。虽然由于外设执行实际计算只需要5个时钟周期，但生成这个结果值消耗140个时钟周期或42ns，而在使用ARM Cortex-A9处理器在 Zynq SoC PS消耗了25个时钟周期。
为什么会产生差异？难道可编程逻运行速度不够快？
这就需要在外设I / O开销的中所学到的技巧。使用PL，我们必须考虑基于AXI总线和AXI总线频率的总线延时，在这个应用程序中是142.8MHz （所要求的是150兆）。AXI总线开销导致计算时间长于预期。当然所有努力并非徒劳，我们只是执行错误。由于I / O开销的原因，不应使用这种方式卸载Zynq SoC PL任务。
如果我们要采取更加合理的方法，我们会使用DMA发送至外设提出计算要求，正如我在博客系列对有关PL / PL接口所解释的那样。这个例子说明了DMA的重要性，我将在下一个博客中对实验结果进行解释。
原文链接：
http://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/The-Zynq-PS-PL-Part-Seven-A...
© Copyright 2014 Xilinx Inc
如需转载，请注明出处