利用 Virtex-5 SXT 的高性能 DSP 解决方案

二十多年来，FPGA|0">FPGA 为世人提供了最灵活、适应性极强、快速的设计环境。早期的 DSP 设计人员发现，可将一种可再编程的门海用于数字信号处理。如果把内置到 FPGA 架构中的乘法器、加法器和累加单元结合起来，就可以利用大规模并行计算实现有效的滤波器算法。

在未加工频率性能方面的损失，通过并行计算得到了弥补，而且得远大于失，可谓"失之东隅，收之桑榆"；由此获得的 DSP 带宽完全可与替代方案媲美。随着时间的推移，乘法器和加法器的实施越来越高效。1998 年，Xilinx 顺理成章推出了第一个集成于 Virtex™-II FPGA 系列产品中的嵌入式乘法器。Xilinx® Virtex-II 和 Virtex-II Pro 系列产品深得人心，推动基于 FPGA 的 DSP 更上层楼，打破了每秒十亿次 MAC 运算的壁障。

在数字通讯、军事、国防、视频和图像市场需求的助推下，Xilinx 进一步做出调整，成功应对了一系列独特挑战，使极大规模并行实施方式跨上又一个新台阶。随着乘法器和加法器性能和数量的增长，对功耗进行管理也变得越来越困难。
Xilinx 的工程师们设计出了 DSP48 Slice，使这一难题迎刃而解。DSP48 Slice是一种超低功耗、高性能、全方位的数字信号处理元件，可方便地实现级联，而不占用任何 FPGA 架构资源。此元件在 Virtex-5 器件中得到进一步加强，并重新命名为 DSP48E Slice，能支持更高的精度、SIMD|0">SIMD（单指令多数据）操作、集成模式检测电路和逻辑单元。
对快速数据输入和系数存储器的需求促使 Xilinx 构建起一个数字信息处理平台，其中的 DSP48E Slice 含有率之大前所未见，并且拥有极其充裕的 Block RAM 和分布式 RAM。作为画龙点睛之笔，Xilinx 在此平台中使用了运行速度高达 3.125 Gbps 的集成高速串行通道，在芯片上移入和移出数据变得更为快捷。风云际会，这些元件组合在一起，Virtex-5 SXT 平台由此应运而生。

Virtex-5 SXT 引擎 – DSP48E Slice

表 1 – 真实应用情况下的实测功耗

结论

对数字信号处理的要求在不断提高，提供可扩展高性能 DSP 的呼声日益响亮，因此，在每秒几百 GMAC 甚至更高的水平上管理功耗的难题也愈见急迫。Xilinx Virtex-5 SXT FPGA 平台提供了独特的单芯片解决方案，充分利用大规模并行计算达到超高性能，同时将功耗降到最低。欲了解 Xilinx DSP 解决方案详情，请访问 www.xilinx.com/cn/dsp。

作者：Brent Przybus Xilinx 公司 高级产品部 高级营销经理 @xilinx.com">brent.przybus@xilinx.com