大咖解讀啥是FPGA/DSP？

　　這世界真是瘋了，貌似有人連FPGA原理是什么都不知道就開(kāi)始來(lái)學(xué)習FPGA了。

　　DSP就是一個(gè)指令比較獨特的處理器。它雖然是通用處理器，但是實(shí)際上不怎么“通用”。技術(shù)很牛的人可以用DSP做一臺電腦出來(lái)跑windows，而實(shí)際上真正這么干的肯定是蠢材。用DSP做信號處理，比其他種類(lèi)的處理器要厲害;用DSP做信號處理之外的事情，卻并不見(jiàn)長(cháng)。而且信號處理的代碼一般需要對算法很精通的人才能真正寫(xiě)好。

　　數據結構里面的時(shí)間復雜度和空間復雜度在這里是一把很?chē)揽岬某咦印?FPGA只不過(guò)披著(zhù)軟件的外衣，實(shí)際上是硬件。FPGA內部有兩層相對獨立的電路。使用者“編碼->編譯”后生成一個(gè)映像，這個(gè)映像作用于第一層電路。這層電路之際上就是一個(gè)0，1的開(kāi)關(guān)矩陣，這個(gè)開(kāi)關(guān)矩陣用來(lái)控制第二層工作電路，將第二層工作電路配置成一個(gè)相應的處理器。

　　理論上FPGA可以配置成任何需要的處理器，而實(shí)際上為了盡量少出bug，FPGA開(kāi)發(fā)都使用已經(jīng)開(kāi)發(fā)好的“庫文件”，也就是把人家能穩定工作的電路圖拿過(guò)來(lái)。

　　因此，對大多數FPGA開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，FPGA內部有幾個(gè)核基本上只能從庫文件里面選——除非你有能力自己設計核心內部的電路和核間總線(xiàn)——ram和rom也是用宏來(lái)配置，自己只需要改改外部的專(zhuān)用電路和接線(xiàn)方式等等。

　　甚至外部的專(zhuān)用電路都有庫文件，搭個(gè)積木就完事了。玩FPGA真正掙錢(qián)的人是做積木的人，你原創(chuàng )幾個(gè)積木并且能申請專(zhuān)利，迫使人家給你交專(zhuān)利費，那你這輩子可以衣食無(wú)憂(yōu)了。

　　FPGA區別于A(yíng)SIC設計屬于硬件設計的范疇ASIC是硬件全定制FPGA是硬件半定制. 具體來(lái)說(shuō)ASIC整個(gè)電路都由設計師設計的,用多少資源設計多少資源 一般多用于產(chǎn)品設計. FPGA資源事先由廠(chǎng)商給定,例如Altera Xilinx等都提供不同系列的FPGA芯片,設計師可以在給定資源下做硬件設計開(kāi)發(fā).

　　DSP主要用于處理信號,事先算法,特點(diǎn)是多級流水,可以加快數據處理的速度,開(kāi)發(fā)環(huán)境主要是C語(yǔ)言,可以說(shuō)DSP應用的范圍更專(zhuān)DSP的設計. 可以理解為軟件設計,設計師不需要太了解DSP的結構.

　　補充幾個(gè)小概念

　　DSP愿意就是指數字信號處理 只不過(guò)DSP芯片由于主要功能是實(shí)現數字信號處理 實(shí)現各種算法 所以簡(jiǎn)稱(chēng)為DSP(數字信號處理器).

　　FPGA一樣可以做DSP(數字信號處理)，就意味著(zhù)可以用FPGA做硬件設計來(lái)實(shí)現DSP芯片的功能，當然，相比較專(zhuān)業(yè)的DSP芯片 成本太高.

　　現在除了FPGA和DSP之外還有一個(gè)近幾年熱門(mén)的產(chǎn)品 ARM. ARM主要應用與手持設備和嵌入式產(chǎn)品,幾乎籠罩了90%的市場(chǎng)份額,可以說(shuō)ARM開(kāi)發(fā)也偏向于軟件開(kāi)發(fā),設計者主要是講wince系統或者linux系統移植到ARM開(kāi)發(fā)平臺上，然后做各種軟件應用開(kāi)發(fā).

　　所以 這三個(gè)方向都有其不同的應用場(chǎng)合,很難講誰(shuí)更有前途,不過(guò),作為我個(gè)人而言,更喜歡做硬件設計,所以我選擇FPGA作為自己的方向 FPGA.

　　主要是給設計者提供了一個(gè)硬件平臺 開(kāi)發(fā)的核心還是需要獨立的應用設計和高效的算法設計 所以設計者應該處理好工具的掌握和具體設計的區別 FPGA:并行處理，內部資源多 DSP：成本低，低功耗，高性能的處理能力。具有強大的外部通信接口(SCI，SPI,CAN)便于構成大的控制系統。

　　特點(diǎn)：

　　(1)在一個(gè)指令周期內可完成一次乘法和一次加法;

　　(2)程序和數據空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)指令和數據;

　　(3)片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨立的數據總線(xiàn)在兩塊中同時(shí)訪(fǎng)問(wèn);

　　(4)具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉的硬件支持;

　　(5)快速的中斷處理和硬件I/O支持;

　　(6)具有在單周期內操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器;

　　(7)可以并行執行多個(gè)操作;

　　(8)支持流水線(xiàn)操作，使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行。

　　本人認為FPGA更有前途，DSP其實(shí)只是個(gè)特殊的處理器，有專(zhuān)用的硬件乘法器，有桶形移位器可以把數據從存儲器移到ALU，還有流水線(xiàn)等技術(shù)。

　　但FPGA同樣可以完成這些功能，并且FPGA是并行工作的，現在很多FPGA內部可以使用軟DSP或者硬核的DSP，當你的項目需要時(shí)序很?chē)栏竦那闆r非FPGA莫屬。

　　比如說(shuō)用DSP和USB芯片CY68013進(jìn)行FIFO(同步傳送)數據時(shí)，IFCLK可以是外部或內部，USB芯片在

　　(IFCONFIG的IFCLKSRC里配置)。如果IFCLK使用內部的情況下，DSP根本無(wú)法知道我把數據送到FIFO數據端口后USB芯片內部時(shí)鐘過(guò)了多少周期，但FPGA就可以，因為FPGA的時(shí)鐘取自于USB芯片的48M輸出，在FPGA內部做一個(gè)狀態(tài)機，當數據送到USB芯片的FIFO數據端口時(shí)，下一狀態(tài)把SLWR拉低，再下一狀態(tài)拉高，就等于USB內部過(guò)了一周期，數據就寫(xiě)進(jìn)USB芯片內部的FIFO了，我只是舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，很多關(guān)于時(shí)序的案例非FPGA莫屬，DSP做算法快速，成熟，FPGA更有挑戰，據我的經(jīng)驗，FPGA現在內部起碼有很多核是可以用的，

　　這像一個(gè)可配置的單片機，不用的我就不放進(jìn)項目。以ACTEL的FPGA來(lái)說(shuō)，用的比較多的軟核

　　是:Core8051S、CoreABC、微處理器軟核，特別說(shuō)明CoreABC占用的空間非常少，可以裁減指令，可以配置數據寬度8,16,32，有1組通用輸入端口和輸出端口，可配置堆棧。

　　CoreDES,CoreAES128,CoreFROM,CoreI2C,CoreGPIO,CoreInterrupt,CoreLPC,CoreSDR,CoreUART,還有很多很多，看這些名字，很多人都知道干什么用的。 關(guān)于DPS,FPGA,AME你如何看待呢?哪個(gè)是你的最?lèi)?ài)?