融合發生之前,嵌入式開發中DSP與FPGA之間的關係

通常所說的單片機側重於控制,不支持信號處理,屬於低端嵌入式處理器,ARM可以看做是低端單片機升級版,支持操作系統管理,更多介面如網卡,處理能力更強;FPGA是可編程邏輯器件,側重時序,可構建從小型到大型的幾乎所有數字電路系統,DSP主要完成複雜的數字信號處理,如FFT,通常一個複雜系統可以由單片機、ARM、FPGA、DSP中的一種或幾種構成,各有優勢和不足。

DSP通常用於運算密集型,FPGA用於控制密集型,許多人都用DSP搞演算法,用FPGA作外圍控制電路。其實, 早在幾年前就大談特談FPGA和DSP要融合,更多的話題也集中在誰要打敗誰,誰要替代誰?

擅長各種控制(也包括適時性非常高的信號處理如移動通信中基帶濾波,該濾波用C5000,C6000很難勝任,除非多晶元並行),DSP擅長各種信號處理運算,但在一個系統中究竟有多大的控制電路,有多少密集運算?變數是很大的,我們不可能用一個晶元解決這個問題。對於運算密集性系統,我們如果使用這種晶元的話很有可能還要其他DSP,那麼我們需要了解多種DSP編程和介面設計,這是否與我們的初衷背道而馳呢?

上面都是一些基本概念的介紹,下面航大物聯網就來通俗地介紹一下:

一、DSP 

在DSP里,你是一個軟體設計者,硬體已經完全固化,你所要做的,就是在這個固定的硬體平台實現其功能的最優化,一般TI的DSP涉及最多的是一些基本的BIOS操作系統之間的任務調度,以及演算法改進與優化等待, DSP的關鍵優勢包括其對於新型及複雜演算法時的更短的開發時間,以及能夠運行多種演算法的靈活性。

二、FPGA 

對於FPGA來說,你是一個硬體設計者,FPGA就是一張白紙,上面寫什麼,畫什麼都取決於你。同樣一片FPGA,菜鳥和高手實現的功能會是天壤之別,FPGA的最大優勢在於硬體實現已及通過並行處理實現的效率增益。使用FPGA,您大多的時間並非進行演算法設計與優化,而是邏輯設計與時序約束等。

FPGA與DSP的關係

DSP側重於核心演算法處理,FPGA側重於外圍控制處理, DSP內是用C語言編寫,語言執行是串列處理,效率比較低;FPGA側重於並行處理,效率較高,還有交合邏輯(外圍介面、通訊等)。FPGA適合用於電子設計、通信、汽車、軍工領域,不合適用於消費類產品,因FPGA功耗太高。FPGA的技術難點在於需要專門的硬體語言來開發,而且FPGA靈活性較高,設計由工程師來決定,需要測試驗證。

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