2.4传统DSP处理器与FPGA

 传统DSP处理器的优势

• DSP适合于顺序算法
  --FPGA的优势是较低系统时钟的并行运算，当然，也可以实现顺序的算法。
• DSP在浮点运算方面有优势
  --目前FPGA对浮点运算的支持效率不高。
• DSP编程开发过程比较简单
  --DSP只需要编译，FPGA需要编译、综合、布局布线；
  --DSP开发板和驱动程序较丰富，外围电路完善；
  --DSP有丰富的应用范例和库。当然，FPGA的各种IP核也越来越多。
  

传统DSP处理器的不足之处

• DSP处理器并行性有限
  --只有几个乘加单元；
  --TI最好的DSP：8个处理核心。
• 处理可变宽度数据的效率较低
• 处理多采样速率的DSP系统效率较低
• 主要靠提高系统时钟频率来提高运算速度。>1 GHz
  --高频电路设计困难；
  --功耗和散热问题严重。

用FPGA实现数字系统的优势

• 可重配置，灵活
  --能够迅速适应：标准变化，产品升级，Bug修改；
  --局部可重配置，未修改的部分不受影响；
  --动态可重配置，系统运行过程中进行重新配置。
• 减少器件个数，降低功耗；
• 减少器件个数，降低成本；

用FPGA实现DSP的优势

• 用硬件实现DSP算法 
  --并行计算，用资源换速度； 
  --逻辑资源与运算速度的折衷——灵活；
• 可重配置，灵活 
  --能够迅速适应：标准变化，产品升级，Bug修改；
  --局部可重配置，未修改的部分不受影响； 
  --动态可重配置，系统运行过程中进行重新配置。 

例子：256阶FIR滤波器

    传统DSP处理器使用串行计算：

• 结构不灵活；
• 靠提高时钟频率来提高计算速度；
• 速度不够时，可能需要多个DSP处理器，带来功耗、散热、成本等问题。

    在FPGA中可以实现完全的并行计算：

• 计算速度快；
• 并行程度可以调节，结构灵活；
• 充分利用FPGA中的分布式DSP资源。

数字信号处理性能比较

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开发过程比较

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FPGA适合数字系统设计的理由

• 硬件资源丰富；
• 性能能够达到ASIC水平；
• 并行计算能力强；
• 使用配置灵活，与ASIC相比开发周期短；
• 总开发成本较低。

 

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