Nios II / Floating Point Hardware 2

카페 질문이 있어서 찾아보니..

FPU 형태로 별도의 하드웨어로 구성되는 Floating Point Hardware라는 IP가 존재한다.

귀찮아서 custom으로 검색!

Hardware랑 Hardware 2가 있다.

2는 2 답게 +-*/(Arithmetic)과 추가적으로 다른 부동소수점 연산을 지원하는데

도표를 보면 성능이 참.. 자비가 없네 ㄷㄷ

Floating Point Hardware는 +-*는 기본으로 제공되고 /에 대해서는 별도 옵션으로 선택해야 한다.

음. VHDL only 라니.. verilog 프로젝트에서는 못쓰나? (먼가 경고 두개 뜨긴 하던데...)

그리고 2500 4-input LE 라는데 Nios2에 비하면 꽤나 큰 로직의 사용인거 같고,

4-input LE가 적은 시리즈라면 치명적일 수도 있겠다.

결정적으로(!) float 인거지 double은 미지원이다.

The characteristics of the FPH2 are:

• Supports FPH1 operations (add, sub, multiply, divide) and adds support for square root, comparisons, integer conversions, minimum, maximum, negate, and absolute
• Single-precision floating point values are stored in the Nios II general purpose registers
• VHDL only
• Platform Designer support only
• Single-precision only
• Optimized for FPGAs with 4-input LEs and 18-bit multipliers
• GCC and Nios II SBT (Software Build Tools) software support
• IEEE 754-2008 compliant except for:
  • Simplified rounding
  • Simplified NaN handling
  • No exceptions
  • No status flags
  • Subnormal supported on a subset of operations
• Binary-compatibility with FPH1
  • FPH1 implements Round-To-Nearest rounding. Because FPH2 implements different rounding, results might be subtly different between the two generations
• Resource consumption in a typical system:
• Approximately 2500 4-input LEs
• Nine 9-bit multipliers
• Three M9K memories or larger

성능 테이블 8비트 연산

Specifies the 8 bit fixed custom instruction for the operation. 일 경우가 N인데

연산을 위해 8비트 사용자 명령어로 사용했다는 건가?

아무튼 극단적으로 230여배 성능 향상! 이라고 뻥칠 수 있다 ㅋㅋ

안정적으로는 50배 정도 성능향상이 있을 것으로 보인다.

(물론 별도 하드웨어로 통신을 하고 하면서 순수 연산 속도에는 조금 더 낮게 측정 되겠지만)

Table 15.  FPH2 Operation Summary

Operation	N	Cycles	Result	Subnormal	Rounding	GCC Inference
fdivs	255	16	a/b	flush-to-0	Nearest	a/b
fsubs	254	5	a-b	flush-to-0	Faithful	a-b
fadds	253	5	a+b	flush-to-0	Faithful	a+b
fmuls	252	4	a*b	flush-to-0	Faithful	a*b
fsqrts	251	8	sqrt(a)	flush-to-0	Faithful	sqrtf()
floatis	250	4	int_to_float(a)	Does not apply	Does not apply	Casting
fixsi	249	2	float_to_int(a)	flush-to-0	Truncation	Casting
round	248	2	float_to_int(a)	flush-to-0	Nearest	lroundf()11
reserved	234 to 247	Undefined	undefined
fmins	233	1	(a<b) ? a : b	supported	None	fminf()11
fmaxs	232	1	(a<b) ? b : a	supported	None	fmaxf()11
fcmplts	231	1	(a<b) ? 1 : 0	supported	None	a<b
fcmples	230	1	(a≤b) ? 1 : 0	supported	None	a<=b
fcmpgts	229	1	(a>b) ? 1 : 0	supported	None	a>b
fcmpges	228	1	(a≥b) ? 1 : 0	supported	None	a>=b
fcmpeqs	227	1	(a=b) ? 1 : 0	supported	None	a==b
fcmpnes	226	1	(a≠b) ? 1 : 0	supported	None	a!=b
fnegs	225	1	-a	supported	None	-a
fabss	224	1	|a|	supported	None	fabsf()

[링크 : https://www.altera.com/documentation/cru1439932898327.html]

[링크 : https://www.altera.com/documentation/cru1439932898327.html#lro1432145764151]