PGA是一種可編程的硅芯片,，DSP是數(shù)字信號處理,，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計人員在項目的架構(gòu)設(shè)計階段就面臨到底采用FPGA還是DSP的重要問題。本文將首先分別介紹FPGA和DSP的特點,，然后再從內(nèi)部資源,、編程語言、功能多個角度解析兩者的不同,。

　　1,、FPGA與DSP的特點

　　FPAG的結(jié)構(gòu)特點

　　片內(nèi)有大量的邏輯門和觸發(fā)器，多為查找表結(jié)構(gòu),，實現(xiàn)工藝多為SRAM,。規(guī)模大，集成度高,，處理速度快,，執(zhí)行效率高,。能完成復(fù)雜的時序邏輯設(shè)計,，且編程靈活，方便,，簡單,，可多次重復(fù)編程。許多FPAG可無限重復(fù)編程,。利用重新配置可減少硬件的開銷,。缺點是：掉電后一般會丟失原有邏輯配置；時序難規(guī)劃,；不能處理多事件,；不適合條件操作。

　　DSP的結(jié)構(gòu)特點

　　1,、 采用數(shù)據(jù)和程序分離的哈佛結(jié)構(gòu)和改進的哈佛結(jié)構(gòu),，執(zhí)行指令速度更快。

　　2,、 采用流水線技術(shù),，減少每條指令執(zhí)行時間。

　　3、 片內(nèi)多總線,，可同時進行取指及多個數(shù)據(jù)存取操作,。

　　4、 獨立的累加器及加法器,，一個周期內(nèi)可同時完成相乘及累加運算,。

　　5、 有DMA通道控制器及串行通信口等,，便于數(shù)據(jù)傳送,。

　　6、 有中斷處理器及定時控制器,，便于構(gòu)成小規(guī)模系統(tǒng),。

　　7、 具有軟硬件等待功能,，能與各種存儲器接口,。

　　DSP作為專門的微處理器，主要用于計算,，優(yōu)勢是軟件的靈活性,。適用于條件進程，特別是復(fù)雜的多算法任務(wù),。DSP通過匯編或高級語言（如C語言）進行編程,，實時實現(xiàn)方案。因此,，采用DSP器件的優(yōu)勢在于：軟件更新速度快,，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性、通用性,、可更換性和靈活性,。缺點：受到串行指令流的限制；超過幾MHZ的取樣率,，一個DSP 僅能完成對數(shù)據(jù)非常簡單的運算,；研發(fā)周期長。

　　2,、內(nèi)部資源

　　FPGA側(cè)重于設(shè)計具有某個功能的硬件電路,，內(nèi)部資源是VersaTIles（ActelFPGA）之類的微小單元，F(xiàn)PGA的內(nèi)部單元初始在編程前都是使用的是HDL語言實現(xiàn)硬件電路的設(shè)計描述,。FPGA內(nèi)部的連線資源將這些功能模塊的內(nèi)部和模塊之間的信號連接起來,，構(gòu)成較大的模塊。FPGA可以內(nèi)部實現(xiàn)ALU,，加法器,，乘法器，累加器，F(xiàn)IFO,，SRAM,，DDRcontroller，F(xiàn)FT,，HDLC,，DMA，PWM等等數(shù)字電路,，也就說我們要用其實現(xiàn)一個特定的或是通用的硬件功能一個或是多個模塊,，這些模塊的各個細(xì)節(jié)都要要用HDL來描述設(shè)計實現(xiàn)。

　　目前的FPGA都可以直接內(nèi)嵌諸如ARM7,，CoretexM1,，Core8051等微處理器，用于FPGA的軟核的,，也有的FPGA廠商將一些硬件模塊直接做到FPGA中,，這些是FPGA內(nèi)部的硬核。傳統(tǒng)的FPGA都是實現(xiàn)純數(shù)字電路的,，業(yè)界只有Actel的FPGA實現(xiàn)了數(shù)?；旌系腜SC單芯片技術(shù)，真正的提升和擴大了FPGA的應(yīng)用功能和領(lǐng)域,。

　　此外,，多數(shù)FPGA都有PLL，DLL之類的鎖相環(huán),，Slew可調(diào),，Actel的還內(nèi)建了OSC，RTC,，Powermanager之類的硬件單元,，甚至Actel的Fusion系列還內(nèi)建了600kbps的12bit的ADC以及MOSFETDriver之類模擬接口,，內(nèi)部有UserFlashMemeory,，F(xiàn)lashROM等資源可以實現(xiàn)真正的PSC，Bootloader之類的功能,。

　　DSP主要是算法處理,，內(nèi)部資源主要是乘法器，加法器之類的資源,，有SPI接口,，UART接口，接受一定的指令集,，內(nèi)部的資源基本上都是現(xiàn)成的,，需要客戶的需要而重新配置，方便于客戶的使用，但是相對來講其功能是有局限性的,，所以主要用于某些特定的領(lǐng)域,。DSP也有內(nèi)嵌的鎖相環(huán)，計數(shù)器,，Baudrate發(fā)生器,，有的DSP也有ADC模擬接口。

　　3,、編程語言

　　FPGA主要使用HDL,，包括VHDl，Verilog,，還有數(shù)?；旌系拿枋稣Z言Verilog-AMS等。（課程推薦：FPGA培訓(xùn)）

　　DSP使用C,，匯編語言編程,。（課程推薦：C6000 DSP培訓(xùn)）

　　4、功能角度

　　FPGA普遍用于實現(xiàn)數(shù)字電路模塊,，基本上能實現(xiàn)所有的數(shù)字電路,，傳統(tǒng)的數(shù)字功能模塊，以及客戶產(chǎn)品特定需求的數(shù)字處理模塊,。FPGA的IO橋接種類繁多,，不同種類的級別的FPGA支持的IO標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議都不盡相同，但是這些IO的驅(qū)動能力或是電壓都是可編程配置的,。任何數(shù)字功能電路的實現(xiàn),，高速信號的處理，控制領(lǐng)域的信號處理,，橋轉(zhuǎn)換協(xié)議的實現(xiàn),，Actel的Fusion還能用于電流/電壓檢測，溫度的檢測,，MOSFETdriver,，電源管理，其獨特的Flash工藝技術(shù)可以依靠電池供電工作,，和掉電實時保存數(shù)據(jù),，超低功耗，多種工作模式（StaTIc,，Sleepmode）,，尤其IGLOO芯片的功能在Sleepmode下功耗只有5uW。這樣的功耗用于手機,，GPS之類的移動手持設(shè)備中能發(fā)揮更大的功能應(yīng)用,。

　　除此之外,，用FPGA實現(xiàn)ASIC的前期的設(shè)計驗證，F(xiàn)PGA實現(xiàn)DSP的功能,，實現(xiàn)CPU的功能,，MCU的功能，內(nèi)存控制器,，用于工業(yè)的PWM,，SVPWM，Clarke,，Park的正逆變換的實現(xiàn),，VGA控制，數(shù)據(jù)的編解碼,，解復(fù)用,，高達上Gbps的信號的處理，協(xié)議的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)等等等等功能,，都是DSP難以勝任的,。

　　DSP內(nèi)部有很多現(xiàn)成的硬件模塊和接口以及控制器，但是需要軟件編程設(shè)定,，可以實現(xiàn)PWM控制,，接口控制，UART接口,，SPI接口等功能,。但是由于受指令集的時鐘周期的限制，DSP不能處理太高的信號,，至于說上Gbps的信號,，LVDS之類的信號就很難以涉及了。所以相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域會有所限制,。但是不同的領(lǐng)域客戶的設(shè)計方案不同,，考慮的側(cè)重點不同，有些領(lǐng)域設(shè)計者也是愛好使用DSP的,，諸如算法實現(xiàn),，協(xié)議的處理等等如果換作FPGA來處理那就得不償失。

　　5,、適用的場合

　　DSP適用于系統(tǒng)較低取樣速率,、低數(shù)據(jù)率,、多條件操作,、處理復(fù)雜的多算法任務(wù)、使用C語言編程,、系統(tǒng)使用浮點,。）適合于較低采樣速率下多條件進程,、特別是復(fù)雜的多算法任務(wù)。

　　FPAG適用于系統(tǒng)高速取樣速率（≥幾MHZ）,、高數(shù)據(jù)率,、框圖方式編程、處理任務(wù)固定或重復(fù),、使用定點,。） 適合于高速采樣頻率下，特別是任務(wù)比較固定或重復(fù)的情況以及試制樣機,、系統(tǒng)開發(fā)的場合,。

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