14、FPGA技术：从系数编码到高级综合工具
FPGA技术：从系数编码到高级综合工具
1. FPGA系数编码与乘法器技术
在FPGA设计中，Xilinx Virtex - II系列所展示的只是一小部分示例。完整的单元范围取决于查找表（LUT）输入数量和专用硬件资源。下一步是对系数进行编码，以确定最有效的结构，即有符号数字（SD）编码。系数经过编码后，得到的移位有符号数字（SSD）会进行分组，以构建最终的余数编码乘法器（RCM）电路的树状结构。
分布式算法（DA）技术在系数具有固定功能的应用中表现出色，不仅适用于固定系数的有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波等操作，还可应用于快速傅里叶变换（FFT）和离散余弦变换（DCT）等固定变换。然而，RCM设计技术提供了更好的解决方案，因为其主要需求是开发能与有限范围系数相乘的乘法器，而非仅针对单个值。在DCT和多相滤波器的实现中，RCM技术与基于DA技术的实现相比，在性能上具有相当的质量。
不过，FPGA架构的变化，特别是Xilinx技术中DSP48E2模块以及最新Altera设备中DSP功能模块的发展，减少了构建固定系数甚至有限系数范围结构的需求，因为专用乘法器硬件模块能提供更优越的性能。但在FPGA资源有限的情况下，结合流水线技术使用这些技术，仍可实现与专用模块相同的速度性能。
2. FPGA设计的重要性与挑战
将数字信号处理（DSP）系统映射到特定FPGA平台的技术十分重要。尽管随着技术进步，有人认为应摒弃这种设计方法，但在许多情况下，详细的实现对于实现实际电路至关重要。
在图像处理实现中，推导合适的硬件架构需要了解底层资源的速度和规模。因此，清楚认识FPGA的实际限制对于开发合适的架构至关重要。一些固