请教“FPGA+DSP构架”具体是什么意思？

2024-11-10 12:52:18

推荐回答（4个）

回答（1）：

楼上解释的都是些什么啊，还是09年的问题了。。。
我做了一段时间的DSP+FPGA架构板卡了，这个架构的原理是用FPGA来扩展DSP的外部模块。
你要知道，很多芯片的逻辑功能，DSP是没有硬件模块去控制的，如果用DSP自己产生时序去控制那些芯片，在高速设计里，会有很多的障碍，通常采用FPGA产生标准的时序去驱动那些外部芯片，我们在FPGA里写入控制外部芯片的各种逻辑模块，再通过DSP的EMIF总线和DSP连接，这样的话，DSP就多了很多“外部模块”，同样可以通过读写寄存器地址的方式来通过FPGA读取外部芯片的数据。相当于DSP只需要读某个EMIF的地址，其实就是一条赋值语句，再等一小会儿（或者更复杂的收到判断），就可以通过FPGA将外部芯片的数据读回到DSP里。
说明白点，就是把一个写好模块的FPGA“塞进”DSP里，成为DSP的一部分，DSP就可以通过FPGA方便地读取外部芯片的数据。
DSP换成其它处理器也可以，只是DSP的数据运算能力是处理器中最强的，如果是需要运算的场合，就要用DSP，如果只是功能控制，ARM、PPC等处理器也可以配合FPGA。

回答（2）：

FPGA+DSP构架即文中的第三种架构

多年前对嵌入式SoC的体系结构认真学习了一番,后来发现业内几种架构定局之后,也就没什么创新东东了,于是索然无味,不再关心.没想到这么多年过去了,这几种架构的战争还是依然如故,没有个结局.什么架构呢? 一种是纯粹的速度型处理器SoC,找来找去找不到很典型的代表,就拿Xscale来代表吧,虽然它也有所谓MMX,但是效果实在不怎么样,网络和NAS加速靠它不指望,可是多媒体加速靠它实在也太洼,到头来还是靠它的主频,据说有1GHz以上的了,这是Intel留给Marvell最宝贵的遗产啊--速度; 这个纯速度选手有什么好处呢?两个字:简单.简单就是美,软件移植最省钱省力.带来产品升级换代的速度快.要提到性能,只要提高主频就可以了.坏处是什么呢?处理器制造工艺越来越高,90nm已经过时32nm都跑出来了.这个工艺越领先不是成本越低吗?NO这里是有一个均衡的.复杂的成本投资与回收的道道,我也不懂.但是比起下面我要说的其它架构,无疑它是贵的. 第二种是处理器主频速度居中型SoC,但是有SIMD指令集,很牛很暴力,对于特定的媒体加速或者其它网络处理都很有效.这个速度居中型有什么好处呢?工艺要求相对简单,比如北京一家公司的MIPS处理器SoC,加入了SIMD之后的多媒体性能竟然比600MHz的Xscale要高(当然,它还有非常轻量级的硬件加速).但是这个SoC的处理器主频竟然只有300多兆!这用.18的工艺就可以制造了,多便宜啊,成本优势.这就是创新,以更便宜的成本设计出性能更好的芯片,这值得做工程的人骄傲.这个还有什么好处?还有一个典型是ADI的Blackfin处理器,也属于这个类型,它没有SIMD,但是它就是DSP出身的设计,呵呵,编程模型简单,也就是这类处理器的好处.当它主频提高的时候,是很可怕的,既可以跑操作系统或者复杂软件,还可以在需要处理特定算法的时候专门去处理.无疑它比第一种架构更优秀,曾经我认为它是业内最完美的架构.这类架构的代表还有那些带SIMD(altivect)的PowerPC们.

回答（3）：

简单来说，用FPGA作控制与数据搬运，DSP负责计算

回答（4）：

FPGA
FPGA是英文Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
DSP（digital singnal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。

DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：

（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；
（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；
（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；
（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；
（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；
（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；
（7）可以并行执行多个操作；
（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
当然，与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

转一个文章，FPGA+DSP构架即文中的第三种架构

多年前对嵌入式SoC的体系结构认真学习了一番,后来发现业内几种架构定局之后,也就没什么创新东东了,于是索然无味,不再关心.没想到这么多年过去了,这几种架构的战争还是依然如故,没有个结局.什么架构呢? 一种是纯粹的速度型处理器SoC,找来找去找不到很典型的代表,就拿Xscale来代表吧,虽然它也有所谓MMX,但是效果实在不怎么样,网络和NAS加速靠它不指望,可是多媒体加速靠它实在也太洼,到头来还是靠它的主频,据说有1GHz以上的了,这是Intel留给Marvell最宝贵的遗产啊--速度; 这个纯速度选手有什么好处呢?两个字:简单.简单就是美,软件移植最省钱省力.带来产品升级换代的速度快.要提到性能,只要提高主频就可以了.坏处是什么呢?处理器制造工艺越来越高,90nm已经过时32nm都跑出来了.这个工艺越领先不是成本越低吗?NO这里是有一个均衡的.复杂的成本投资与回收的道道,我也不懂.但是比起下面我要说的其它架构,无疑它是贵的. 第二种是处理器主频速度居中型SoC,但是有SIMD指令集,很牛很暴力,对于特定的媒体加速或者其它网络处理都很有效.这个速度居中型有什么好处呢?工艺要求相对简单,比如北京一家公司的MIPS处理器SoC,加入了SIMD之后的多媒体性能竟然比600MHz的Xscale要高(当然,它还有非常轻量级的硬件加速).但是这个SoC的处理器主频竟然只有300多兆!这用.18的工艺就可以制造了,多便宜啊,成本优势.这就是创新,以更便宜的成本设计出性能更好的芯片,这值得做工程的人骄傲.这个还有什么好处?还有一个典型是ADI的Blackfin处理器,也属于这个类型,它没有SIMD,但是它就是DSP出身的设计,呵呵,编程模型简单,也就是这类处理器的好处.当它主频提高的时候,是很可怕的,既可以跑操作系统或者复杂软件,还可以在需要处理特定算法的时候专门去处理.无疑它比第一种架构更优秀,曾经我认为它是业内最完美的架构.这类架构的代表还有那些带SIMD(altivect)的PowerPC们. 但是当我发现这不是终结者,而另外一种一直顽强生存的架构忽然让我找到了解决问题的办法,这也是我忽然想写这个帖子的原因. 第三种架构:处理器+协处理器,或者说处理器+硬件加速器.典型的就是那些arm+dsp的SoC芯片.最最典型的就是TI的SoC了,全都是这个arm+dsp,跟ADI 战斗了多少年,曾经输过,不过我认为他马上就要赢了.TI在达芬奇之前那些dsc27什么的就是这个,达芬奇之后omap还是这个,只不过换成更快更新的arm core加上他自己更好的dsp core而已. 这种架构我曾经认为它很弱智,不但开发调试复杂,arm一套,dsp一套,调试整合要两种工程师去干活,开发门槛太高.而且这种架构的两个处理器主频都不太高,否则功耗让人受不了,一个SoC里面两颗处理器啊!吃电太多.制造还复杂成本不低.我鄙视它好多年了.一个慢吞吞的arm7core,从前那些个dsc27之类的,只能跑个简单的ucos之类的rtos.现在那些达芬奇arm9core也好不到哪去,200多兆主频,想跑爽一个现代的OS是不可能的. 这种架构其实就是最后捡破烂的,为了收拾一个大规模产品的最后阶段,也就是ASIC解决办法,低成本,专用!说到这如果你看得有点迷糊,那是因为你来自学院派,没有产业经验.没关系,下面继续侃技术相关.这种架构被迫用两颗慢吞吞的cpu绑在一起,比起第二种架构而言,就很差,因为2可以高速跑os,还可以在需要的时候全力做dsp做的事情.无论在干任何一件事情,2比3都要性能好. 但是,终于,属于3的时代来了.这个时代就是要同时跑现代OS及复杂软件和同时做DSP要做的事情.2的能力是同时只能干好其中一件事情.3只需要把两个核同时升级提速就解决了这个慢的问题,反而比起2需要把自己的主频提升一倍来的容易得多! 那么这个架构之战是否到此为止了呢?NO,我认为好戏还在后头.三种架构都有机会. 它们的主战场是一个万能的产品,或者说人们希望它万能的产品,只有万能的东西,才是最复杂的东西,它就是你手上的称之为手机的东西,以后还叫不叫手机我不知道.想想看,你是否希望你的手机万能?打电话,听mp3,玩游戏,看片子,拍照,摄像,上网...当最后某两种架构失败之后,也不会消失,它们会潜入到那些同时只需要干好一件事情的产品之中去...这种产品应用也很多很多.这就是嵌入式的魅力,百花齐放,千姿百态... 当然还有其它一些架构如多核,多核也是先从嵌入式 SoC 开始的,后来蔓延到Intel的X86,对X86向来没有多少兴趣,不说了,反而那些多核的MIPS在高端网络设备中还是兴风作浪...往往是皇帝轮流做,今年到我家.架构之战,还在继续... 它不是书本的理论之战,而是产业之战.书本理论的论战永远代替不了产业.对嵌入式感兴趣的人们,投身到产业界来吧,那是天堂，那也是地狱:)))

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