T27.AI

Блог

Полный сумматор сделал сравнение цены сопоставимым

2026-08-18 · 5 мин чтения

Смерженный PR в FPGA-репозитории заменяет сравнение только модулей полным сумматором и сообщает о 3000 проверках оракулом, 0 ошибках и результате 440 LUT после синтеза.

[Измерено — Yosys] В смерженном PR в gHashTag/trinity-fpga добавлен полный сумматор плавающего формата TEF/TNF — tef_add_full.v. Он появился потому, что прежнее сравнение площади ставило рядом схему только для модулей и полную tapered-field-модель: обе стороны выполняли разные операции.

Новая схема принимает и выдаёт знак, выполняет эффективное вычитание при разных знаках, округляет round-to-nearest-even по guard/round/sticky, полностью нормализует ведущий ноль и использует строку переполнения самого формата. Исправление делает вопрос о цене сопоставимым; это не заявление, что формат лучше опубликованного конкурента.

Сначала — оракул, потом таблица площади

Против собственного encode эталонного оракула проверены 3000 случайных пар: 0 ошибок. Проверка обнаружила две ошибки в написанном вручную golden-модуле: мантисса делилась на 512 + 1 вместо 512, а переполнение зажималось до максимального конечного значения вместо строки Inf. Первая ошибка изменила 133 из 3000 результатов ровно на один ulp. Третья ошибка была уже в RTL: бит переноса терялся вместо добавления в sticky.

Сопоставимая таблица синтеза

В прогоне Yosys 0.65 с synth_xilinx для семейства xc7 и отключёнными DSP полная схема примерно в 2,7 раза меньше внутренней эталонной модели по LUT. Добавленные округление, вычитание и нормализация стоят 343 LUT, то есть примерно в 4,5 раза больше схемы только для модулей. Это число ячеек после синтеза, а не замер на плате.

Что сравнение говорит и чего не говорит

• Схема только для модулей не может быть основанием для заявления о цене полного сумматора.
• Есть воспроизводимый RTL-артефакт, проверка оракулом и названная конфигурация синтеза.
• Оппонент на 1182 LUT — внутренняя линейная структурная модель, а не опубликованный формат takum.
• Не доказаны post-route результат, прогон на AX7203, пропускная способность, энергия или сравнение точности с takum.
• Общее преимущество формата или полная аппаратная история этим не установлены.

Прежде чем сравнивать форматы, сравните операции, которые они действительно выполняют.

Практический вывод для инженера узкий, но полезный: в каждом заявлении о площади отдельно хранить схему только для модулей, полную арифметику, проверку оракулом и конфигурацию синтеза. Иначе асимметрия схем превращается в мнимое свойство формата.