FPGA实现双调排序方法详解

时间:2025-06-17  作者:Diven  阅读:0

基于双调排序算法的蝶形图,我们可以得到地址的变化规律。这里以长度为16的双调序列为例,其地址变化规律入下图所示。由于长度为16,故总共需要4个Stage。图中每个Stage颜色的个数表明该Stage可分为的组数。例如Stage 0可分为1组,Stage 1可分为2组,Stage 2可分为4组,Stage 3可分为8组。

FPGA实现双调排序方法详解

每组的起始地址和对应的Stage紧密相关,例如Stage 1第0组起始地址为0,即(16/2^1)*0,第1组起始地址为8,即(16/2^1)*1。每组的地址个数也由Stage决定。例如Stage 1每组地址长度为4,即16/2^(1+1),Stage 2每组地址长度为2,即16/2^(2+1)。同一组内,相邻地址的间距为1,例如Stage 1第0组的4个地址为[0,1,2,3],相邻地址间距为1,第1组的4个地址为[8,9,10,11],相邻地址间距为1。

一旦确定了op1的地址就很容易确定op2的地址,因为两者之差(用diff表示)也是由Stage决定的。例如:Stage 0两者之差为8,即16/2^(0+1),Stage 1两者之差为4,即16/2^(1+1)。

我们将地址规律为如下图所示形式。这里一个重要的数据是Stage,其与序列长度的关系可表示为Stage=log2(N);另一个重要数据为diff,其与Stage关系可表示为diff=N/2^(Stage+1)。

在此基础上我们就很容易借助C++或Matlab生成两个操作数的地址。这里采用Matlab,相应的Matlab函数如下图所示。代码第5行用于判断序列长度是否为2的整数次幂。

有了地址关系也就有了数据之间的关系。通常情况下,数据是按时间顺序串行进入的,所以我们也期望每次排序之后也是串行输出的。根据数据流的关系,我们可以采用单路径延迟反馈(Single-pathDelay Feedback, SDF)运算单元流水结构,SDF单元如下图所示。

图中butterfly为蝶形运算单元,(2^P)D为延迟单元,延迟级数与所在Stage相关。仍以长度为16的双调序列为例,Stage 为0时,延迟级数为8,Stage 为1时,延迟级数为4,Stage为2时,延迟级数为2,Stage为3时延迟级数为1。图中sel为分频信号,仍与Stage相关,Stage为0时,sel为时钟的8分频信号,不难看出,分频系数与延迟级数是一致的。

在此基础上,将4个SDF相连即可实现串行输入/串行输出的双调排序。下图给出了Stage 0对应的SDF结构。

下图显示了相应的仿真结果。

  审核编辑:黄飞

 

猜您喜欢

你是否了解电脑内存的电压?对电脑性能有什么影响?今天我们就来聊聊 DDR4 内存的电压。DDR4 内存是目前电脑中最常用的内存条类型,决定了你的电脑运行速度的快...
2024-11-04 00:00:00


电阻器作为基础且关键的元件,承担着调节电流和分压的作用。奇力新(CHILISIN)作为知名的电子元件制造商,其生产的金属膜电阻因优异的性能和稳定的品质在市场上受...
2015-04-07 20:11:52

贴片电阻上的101并非直接代表阻值大小,而是采用数字编码表示法。其中10代表有效数字10,最后的1代表10的1次方,即乘以10。因此,贴片电阻101的阻值为10...
2024-11-29 10:26:35

贴片电阻的精密度指的是其实际阻值与标称阻值之间的偏差范围,直接影响电路的性能。区分精密度主要看电阻上的标识:三位数代码: 前两位数字表示有效数字,第三位数字表示...
2024-11-29 10:25:38

探针是用于测量、检测或分析物理、化学或生物特性的小型工具或设备。在科学研究和工业应用中,探针有着着非常重要的作用。可以是简单的手动工具,如温度计和pH计,也可以...
2009-10-11 00:00:00

据外媒报道,位于英国的量子计算和生物芯片领域新生企业archer materials结束了在日前发布的石墨烯场效应晶体管(gfet)的光学光刻技术验证后,正在向...
2023-07-17 09:56:00

贴片电阻作为电子元器件中不可少的重要组成部分,有着着关键作用。立隆(LELON)作为国内知名的贴片电阻品牌,优良的品质和的应用赢得了市场的认可。本文将详细介绍立...
2019-06-11 21:18:30

台康(TAICON)作为一家知名的制造商,高品质的插件电阻赢得了市场的认可。其插件电阻产品不仅性能稳定,而且种类丰富,满足了不同客户的需求。本文将详细介绍台康(...
2020-09-10 05:47:55

现代产品设计中,配件的作用愈发重要。无论是手机、电脑,还是其电子设备,合适的配件不仅可以提升产品的功能性,还能增强用户的使用体验。今天,我们将探讨一个特定的配件...
2025-04-24 05:00:35