詳解嵌入式開發(fā)中DSP與FPGA的關系

常所說的單片機側(cè)重于控制，不支持信號處理，屬于低端嵌入式處理器，arm可以看做是低端單片機升級版，支持操作系統(tǒng)管理，更多接口如網(wǎng)卡，處理能力更強;fpga是可編程邏輯器件，側(cè)重時序，可構建從小型到大型的幾乎所有數(shù)字電路系統(tǒng)，dsp主要完成復雜的數(shù)字信號處理，如fft，通常一個復雜系統(tǒng)可以由單片機、arm、fpga、dsp中的一種或幾種構成，各有優(yōu)勢和不足。

dsp通常用于運算密集型，fpga用于控制密集型，許多人都用dsp高算法，用fpga 作外圍控制電路。

去年xilinx在北京介紹FPGA和DSP融合的時候，大有席卷DSP和FPGA市場之勢。但后來在實際中發(fā)現(xiàn)其阻力也是不小的，關鍵是很難搭配FPGA和DSP的比重。我們知道FPGA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，除非多芯片并行)，DSP擅長各種信號處理運算，但在一個系統(tǒng)中究竟有多大的控制電路，有多少密集運算?變數(shù)是很大的，我們不可能用一個芯片解決這個問題。對于運算密集性系統(tǒng)，我們?nèi)绻褂眠@種芯片的話很有可能還要其他DSP，那么我們需要了解多種DSP編程和接口設計，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，下面我就來通俗介紹一下，在DSP里，你是一個軟件設計者，硬件已經(jīng)完全固化，你所要做的，就是在這個固定的硬件平臺實現(xiàn)其功能的最優(yōu)化，一般TI的DSP涉及最多的是一些基本的BIOS操作系統(tǒng)之間的任務調(diào)度，以及算法改進與優(yōu)化等待， DSP的關鍵優(yōu)勢包括其對于新型及復雜算法時的更短的開發(fā)時間，以及能夠運行多種算法的靈活性。

而對于FPGA來說，你是一個硬件設計者，F(xiàn)PGA就是一張白紙，上面寫什么，畫什么都取決于你。同樣一片F(xiàn)PGA，菜鳥和高手實現(xiàn)的功能會是天壤之別，F(xiàn)PGA的最大優(yōu)勢在于硬件實現(xiàn)已及通過并行處理實現(xiàn)的效率增益。使用FPGA，您大多的時間并非進行算法設計與優(yōu)化，而是邏輯設計與時序約束等等。

FPGA與DSP關系：

1、 DSP側(cè)重于核心算法處理，F(xiàn)PGA側(cè)重于外圍控制處理。

2、 DSP內(nèi)是用C語言編寫，語言執(zhí)行是串行處理，效率比較低。

FPGA側(cè)重于并行處理，效率較高;還有交合邏輯(外圍接口、通訊等);

FPGA發(fā)展領域：

使用領域：電子設計、通訊、汽車、軍工

不適合：消費類產(chǎn)品(手機)—FPGA功耗高;

FPGA技術難點：

1、 需要專門的硬件語言來開發(fā)

2、 FPGA靈活性比較高，設計是由工程師來決定，需要測試驗證

主圖: