Xilinx Versal ACAP
Genaue Synchronisierung in nur einem Chip
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die Synchronisierungsmetrik in Versal
Während der Ausdruck »Synchronisierung« die allgemeine Technologie bezeichnet, gelten die jeweiligen Akzeptanzkriterien nur für die jeweiligen Applikationen. Im weiteren Verlauf des Artikels werden wir auf zwei spezifische Metriken für die Versal Adaptive Compute Acceleration Plattform (ACAP) fokussieren:
- Genauigkeit und Präzision,
- Integration - eine Applikation umfasst typischerweise sehr viel mehr als die Synchronisierung. Es ist also von Vorteil, eine Plattform zu wählen, die alle gewünschten Hardware- und Software-Blöcke integriert.
Versal zeichnet sich in beiden genannten Metriken durch gute Eigenschaften aus:
Genauigkeit und Präzision
Die erste Frage, die man sich als Leser vielleicht verwundert stellt: Genauigkeit und Präzision - ist das nicht dasselbe? In der Messtechnik haben Präzision und Genauigkeit unterschiedliche Bedeutungen, und sie sind unabhängig voneinander. Ein Messsystem wird als »präzise« definiert, wenn wiederholte Messungen desselben Objekts Ergebnisse liefern, die dicht beieinander liegen, auch wenn sie nicht korrekt sind. Ein Messsystem wird als »genau« definiert, wenn wiederholte Messungen desselben Messobjekts Resultate liefern, die im Mittel korrekt sind.
Um diese Definitionen besser zu verstehen, betrachte man Bild 2. Im gezeigten System hat ein Objekt (der rote Punkt) eine gewisse Position in einem bidirektionalen Raum. Diese Position wollen wir bestimmen.
Wir haben zwei Instrumente (blau und grün), mit denen sich die Position des Objekts messen lässt. Die fünf blauen Punkte sind vom blauen Instrument ausgeführte Messungen. Die fünf grünen Punkte sind Messungen mit dem grünen Instrument.
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Auf der Basis der obigen Definitionen ist das grüne Instrument genauer als das blaue, während das blaue präziser ist als das grüne. Somit ist leicht erkennbar, dass Genauigkeit und Präzision voneinander unabhängige Konzepte sind. In anderen Worten: Es lässt sich zeigen, dass die Mittelwertbildung nur dann in der Lage ist, unsere Kenntnis über die Position des Objekts zu verbessern, wenn das Messsystem genau ist.
Ist das Messsystem nicht genau, besteht die einzig mögliche Lösung in einer Kalibrierung.
Eine der wichtigsten Beiträge zur Ungenauigkeit in der lokalen Kopie einer Zeitbasis (Takt) ist durch die eingesetzte Elektronik bedingt, spezifisch durch die Transceiver-FIFOs:
- der Transceiver-FIFO hat bei jedem Einschalten eine unterschiedliche Latenz.
- der Transceiver-FIFO hat eine Latenz, die vom PVT (Spannung/Temperatur) abhängt.
- Genaue Synchronisierung in nur einem Chip
- Die Synchronisierungsmetrik in Versal
- Transceiver-FIFOs beeinflussen die Genauigkeit
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