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怎样测量加法器的速度?器件延迟的时间长度

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发布时间: 2022-10-31 18:28

正文摘要:

第一章:设计         经过学习,行波进位加法器RCA和超前进位加法器CLA后。         自己动手设计一个八位二进制加法器。      ...

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ID:1027215 发表于 2023-5-8 09:40
Ele_insect 发表于 2022-11-16 09:34
我自己觉得,这个加法器挺好的,能加快ALU的计算速度,提升CPU性能!

其实GPU的流处理器数量更多!我的2070显卡,就有2300个流处理器,也就是说,一个显卡里面可能会使用近万个加法器!
ID:1027215 发表于 2022-11-16 09:34
Ele_insect 发表于 2022-11-7 10:44
在微处理器芯片中,加法器是进行数字信号处理的核心,同时也是微处理器中进行数据处理的关键部件。
加法 ...

我自己觉得,这个加法器挺好的,能加快ALU的计算速度,提升CPU性能!
ID:1027215 发表于 2022-11-7 10:44
风吹过后 发表于 2022-11-6 21:01
加法器的速度翻倍,ALU的计算能力会不会翻倍?cpu的性能,能不能翻倍?

51单片机换上这个加法器,性能会 ...

在微处理器芯片中,加法器是进行数字信号处理的核心,同时也是微处理器中进行数据处理的关键部件。
加法器完成一次操作的周期,基本上决定了微处理器的主频。加法器的速度和面积优化对于整个CPU的性能来说是非常重要的。为了加快加法器的执行速度,减少加法器的面积,有必要对加法器的算法、结构及电路的具体实现做深入的研究。
我现在就搞了一个晶体管数量少的,速度快的,S分段C覆盖并行加法器。
ID:1042784 发表于 2022-11-6 21:01
加法器的速度翻倍,ALU的计算能力会不会翻倍?cpu的性能,能不能翻倍?

51单片机换上这个加法器,性能会翻倍吗?
ID:1027215 发表于 2022-11-2 12:17
yzwzfyz 发表于 2022-11-2 10:22
【加法器里面有,最长路径的,这个是最慢的。只用测量这个的速度,就好了!】
1、电速如光速,最长路径能 ...

关于第一点:最长路径指的是门延迟最多的一条线,线延迟相对于门延迟要小很多!

关于第三点:不是8位对比的,8种情况。而是256*256=65536种情况(0到255分别加0到255),穷举法测量,那就太多了,只能靠FPGA写出加法器,再通过程序进行全面的测量时序了。

大致同意您的意见!
我现在应该买一块FPGA,然后写入我的设计,之后用程序测量吗?(FPGA测出的数据符合现实吗?)
这个好学吗?我就只用这一部分的东西,比较简单的!
ID:123289 发表于 2022-11-2 10:22
【加法器里面有,最长路径的,这个是最慢的。只用测量这个的速度,就好了!】
1、电速如光速,最长路径能比其它路径多几何哉!如何证明它是最慢的。
2、即使是最短的路径,如果其分布电容、电感大,也可能响应是最慢的。
3、如果不做对比,你如何知道8个位,哪个位最慢。况且数字不同,结果不同,不可能每次都是某位最慢。
比如,第3位,本次计算结果与上次不相同,而其它位本次计算结果与上次相同(即没有延时)!你能说第3位最慢吗?
4、许多变化还与邻近的线路相关,当相邻的线路稳定时,它不受干扰,而相邻线路波动时,它就被干扰了。也即不同的数据相加,某位受到的干扰不同,延时也会不同。要认定哪一位延时最多,是需要做整体数据验证的。不是你所想像地线路最长。
ID:1027215 发表于 2022-11-1 19:46
Y_G_G 发表于 2022-11-1 19:24
你的专业是什么?
FPGA还是嵌入式?

机械。。。加法器功能,我已经实现了。就缺最大延迟的测量了
ID:401564 发表于 2022-11-1 19:24
Ele_insect 发表于 2022-11-1 17:04
我要做:一个拓扑结构和RCA一样简单的,晶体管数量少的,速度比CLA快的加法器。

只需要简单的并联,就 ...

你的专业是什么?
FPGA还是嵌入式?
ID:1027215 发表于 2022-11-1 17:04
Y_G_G 发表于 2022-11-1 15:14
你是做什么的?或者是说你要做什么?为什么对"加法器速度"如此的执着?
我个人认为,这种古怪的问题是由于新手 ...

我要做:一个拓扑结构和RCA一样简单的,晶体管数量少的,速度比CLA快的加法器。

只需要简单的并联,就能拼出32位,拼出64位的加法器,速度还要快过CLA【超前进位加法器】
ID:401564 发表于 2022-11-1 15:14
你是做什么的?或者是说你要做什么?为什么对"加法器速度"如此的执着?
我个人认为,这种古怪的问题是由于新手刚刚学习某些专业,基础还没有打好,然后就自己想当然的去觉得应该这么这么的,然后就冒出一个问题来了
你仿真的时候,用的是理想元件,实际PCB的时候却并不是理想元件,误差肯定有的了
而且,你不会告诉我说,你用示波器不会看时间差吧?
而且,你这一堆操作的意义何在?是要看加法器的延时?还是说问题,本来就不是这个问题,"加法器延时"只是你自己觉得应该要看的?
ID:1027215 发表于 2022-11-1 14:40
1951387254 发表于 2022-11-1 14:23
速度 = 距离/时间。 对于命题而言实际上是时间长短,而不存在距。 时间的长短认定,必须有起点和终点。 1、 ...

【取最不利的结果作为最终结果。】
加法器里面有,最长路径的,这个是最慢的。只用测量这个的速度,就好了!
无效楼层,该帖已经被删除
ID:1050047 发表于 2022-11-1 14:23
速度 = 距离/时间。 对于命题而言实际上是时间长短,而不存在距。 时间的长短认定,必须有起点和终点。 1、时间起始点在何处? 2、时间终止点在何处? 方案: 起点认定,需要你加一个信号,即认为输入数据稳定了,被确认的信号,建议用A、B栓锁信号认定。当A、B全部被确定后(栓锁),作为开始信号。 终止认定:应当是计算结果正确且稳定后,才能认定的终止。 应该取8位输出全部稳定(不再变化)的时刻作为终止点。这需要你对各种输入计算结果进行对比。取最不利的结果作为最终结果。
ID:1027215 发表于 2022-11-1 13:57
yzwzfyz 发表于 2022-11-1 11:12
速度 = 距离/时间。
对于命题而言实际上是时间长短,而不存在距。
时间的长短认定,必须有起点和终点。

【对各种输入计算结果进行对比】8位+8位,有256*256种加法,速度是不相同的。
但是一般可以分析出最大路径的那个,就能代表其他了。

我现在是不会用示波器,也没有一个精度很高的示波器。
ID:1027215 发表于 2022-11-1 13:52
wufa1986 发表于 2022-11-1 07:54
你这只是理论而已

两个仿真软件和PCB,都证明了,加法器的功能是没有问题的。

仿真软件的虚拟示波器,测试出的数据,也呈现出与理论相同的增长比,就是不知道怎么更加精确的测量出加法器速度。
ID:1027215 发表于 2022-11-1 13:50
Hephaestus 发表于 2022-10-31 21:48
我觉得你的做法真没什么实际意义,跟74系列小规模集成电路搭建CPU一样无聊。

弄一个FPGA开发板,就算你 ...

我不认识电子专业的人。
做pcb是为了证明实际可以实现加法器功能,想用示波器测加法器的速度。
ID:1007932 发表于 2022-11-1 13:15
不太懂,据我所知,单纯的Verilog好像看不出来实际延时,要结合用的器件才行,直接用电路搭的外部因素很多,和FPGA内部也不一样,设计时应该是让一次数据处理的时间在一个时钟周期内完成,用流水线提高时钟频率,所有的运算都可以砍成几个步骤。
这么看来,只要提高时钟频率直到输出错误,应该就可以算出延时。
ID:123289 发表于 2022-11-1 11:12
速度 = 距离/时间。
对于命题而言实际上是时间长短,而不存在距。
时间的长短认定,必须有起点和终点。
1、时间起始点在何处?
2、时间终止点在何处?
方案:
起点认定,需要你加一个信号,即认为输入数据稳定了,被确认的信号,建议用A、B栓锁信号认定。当A、B全部被确定后(栓锁),作为开始信号。
终止认定:应当是计算结果正确且稳定后,才能认定的终止。
应该取8位输出全部稳定(不再变化)的时刻作为终止点。这需要你对各种输入计算结果进行对比。取最不利的结果作为最终结果。
ID:879348 发表于 2022-11-1 07:54
你这只是理论而已
ID:883242 发表于 2022-10-31 21:48
我觉得你的做法真没什么实际意义,跟74系列小规模集成电路搭建CPU一样无聊。

弄一个FPGA开发板,就算你不会Verilog也没问题,FPGA设计软件都是支持原理图的,也就是说你在仿真软件里面画的那些图,在FPGA软件里面一样可以画,下载后,一样可以用万用表来验证。

我觉得你实在是跑偏了,周围就没有懂点的人告诉你么?大学里面思路宽广的人太多了,你是毕业了吧?
ID:1027215 发表于 2022-10-31 18:29
虽然通过protues7.8和multisim14的虚拟示波器测试了加法器速度。
但还是做出来pcb板,用真实的示波器测延迟了,但用的不好!也不会读数!
我接下来该怎么办(准确测量加法器速度的快慢)?
是使用Verilog时序仿真,还是怎么搞? 希望大家给点建议!谢谢了!

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