FPGA設計與DSP設計的區別

　　Q1：FPGA設計與DSP設計相比，最大的不同之處在哪里？

　　A1：這個(gè)問(wèn)題要從多個(gè)角度看。它們都用于某個(gè)功能的硬件電路實(shí)現，但是它們的側重點(diǎn)有所不同。這里涵蓋的說(shuō)一下。

　　1) 內部資源

　　FPGA側重于設計具有某個(gè)功能的硬件電路，內部資源是VersaTiles（ActelFPGA）之類(lèi)的微小單元，FPGA的內部單元初始在編程前都是使用的是HDL語(yǔ)言實(shí)現硬件電路的設計描述。FPGA內部的連線(xiàn)資源將這些功能模塊的內部和模塊之間的信號連接起來(lái)，構成較大的模塊。FPGA可以?xún)炔繉?shí)現ALU，加法器，乘法器，累加器，FIFO，SRAM，DDR controller，FFT，HDLC，DMA，PWM等等數字電路，也就說(shuō)我們要用其實(shí)現一個(gè)特定的或是通用的硬件功能一個(gè)或是多個(gè)模塊，這些模塊的各個(gè)細節都要要用HDL來(lái)描述設計實(shí)現。目前的FPGA都可以直接內嵌諸如ARM7，CoretexM1，Core8051等微處理器，用于FPGA的軟核的，也有的FPGA廠(chǎng)商將一些硬件模塊直接做到FPGA中，這些是FPGA內部的硬核。傳統的FPGA都是實(shí)現純數字電路的，業(yè)界只有Actel的FPGA實(shí)現了數模混合的PSC單芯片技術(shù)，真正的提升和擴大了FPGA的應用功能和領(lǐng)域。另外多數FPGA都有PLL，DLL之類(lèi)的鎖相環(huán)，Slew可調，Actel的還內建了OSC，RTC，Power manager之類(lèi)的硬件單元，甚至Actel的Fusion系列還內建了600kbps的12bit的ADC以及MOSFET Driver之類(lèi)模擬接口，內部有User Flash Memeory，Flash ROM等資源可以實(shí)現真正的PSC，Bootloader之類(lèi)的功能。

　　DSP主要是算法處理，內部資源主要是乘法器，加法器之類(lèi)的資源，有SPI接口，UART接口，接受一定的指令集，內部的資源基本上都是現成的，需要客戶(hù)的需要而重新配置，方便于客戶(hù)的使用，但是相對來(lái)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也有內嵌的鎖相環(huán)，計數器，Baud rate發(fā)生器，有的DSP也有ADC模擬接口。

　　2) 使用的編程語(yǔ)言

　　FPGA主要使用HDL，包括VHDl，Verilog，還有數?；旌系拿枋稣Z(yǔ)言Verilog-AMS等。DSP使用C，匯編語(yǔ)言編程。

　　3) 功能角度

　　FPGA普遍用于實(shí)現數字電路模塊，基本上能實(shí)現所有的數字電路，傳統的數字功能模塊，以及客戶(hù)產(chǎn)品特定需求的數字處理模塊。FPGA的IO橋接種類(lèi)繁多，不同種類(lèi)的級別的FPGA支持的IO標準和協(xié)議都不盡相同，但是這些IO的驅動(dòng)能力或是電壓都是可編程配置的。任何數字功能電路的實(shí)現，高速信號的處理，控制領(lǐng)域的信號處理，橋轉換協(xié)議的實(shí)現，Actel的Fusion還能用于電流/電壓檢測，溫度的檢測，MOSFET driver，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(shí)時(shí)保存數據，超低功耗，多種工作模式(Static, Sleep mode),尤其IGLOO芯片的功能在Sleep mode下功耗只有5uW。這樣的功耗用于手機，GPS之類(lèi)的移動(dòng)手持設備中能發(fā)揮更大的功能應用。另外用FPGA實(shí)現ASIC的前期的設計驗證，FPGA實(shí)現DSP的功能，實(shí)現CPU的功能，MCU的功能，內存控制器，用于工業(yè)的PWM，SVPWM，Clarke，Park的正逆變換的實(shí)現，VGA控制，數據的編解碼，解復用，高達上Gbps的信號的處理，協(xié)議的轉換實(shí)現等等等等功能，都是DSP難以勝任的。

　　DSP內部有很多現成的硬件模塊和接口以及控制器，但是需要軟件編程設定，可以實(shí)現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(shí)鐘周期的限制，DSP不能處理太高的信號，至于說(shuō)上Gbps的信號，LVDS之類(lèi)的信號就很難以涉及了。所以相應的應用領(lǐng)域會(huì )有所限制。但是不同的領(lǐng)域客戶(hù)的設計方案不同，考慮的側重點(diǎn)不同，有些領(lǐng)域設計者也是愛(ài)好使用DSP的，諸如算法實(shí)現，協(xié)議的處理等等如果換作FPGA來(lái)處理那就得不償失。

　　FPGA和DSP的區別還有很多，這里先說(shuō)一點(diǎn)，希望能起到拋磚引玉的作用。具體的環(huán)境和設計方案各有其用武之地，設計者要根據自己的需要來(lái)選用。