摘要:Q1:FPGA設計與DSP設計相比,最大的不同之處在哪里?A1:這個問題要從多個角度看。它們都用于某個功能的硬件電路實現,但是它們的側重點有所不同。這里涵蓋的說一下。1)內部資源FPGA側重于設計具有某個功能的硬件電路,內部資源是VersaTiles(ActelFPGA)之類的微小單元,FPGA的內部單元初始在編程前都是使用的是HDL語言實現硬
Q1:FPGA設計與DSP設計相比,最大的不同之處在哪里?
A1:這個問題要從多個角度看。它們都用于某個功能的硬件電路實現,但是它們的側重點有所不同。這里涵蓋的說一下。
1)內部資源
FPGA側重于設計具有某個功能的硬件電路,內部資源是VersaTiles(ActelFPGA)之類的微小單元,FPGA的內部單元初始在編程前都是使用的是HDL語言實現硬件電路的設計描述。FPGA內部的連線資源將這些功能模塊的內部和模塊之間的信號連接起來,構成較大的模塊。FPGA可以內部實現ALU,加法器,乘法器,累加器,FIFO,SRAM,DDRcontroller,FFT,HDLC,DMA,PWM等等數字電路,也就說我們要用其實現一個特定的或是通用的硬件功能一個或是多個模塊,這些模塊的各個細節都要要用HDL來描述設計實現。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都是實現純數字電路的,業界只有Actel的FPGA實現了數模混合的PSC單芯片技術,真正的提升和擴大了FPGA的應用功能和領域。另外多數FPGA都有PLL,DLL之類的鎖相環,Slew可調,Actel的還內建了OSC,RTC,Powermanager之類的硬件單元,甚至Actel的Fusion系列還內建了600kbps的12bit的ADC以及MOSFETDriver之類模擬接口,內部有UserFlashMemeory,FlashROM等資源可以實現真正的PSC,Bootloader之類的功能。
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域。DSP也有內嵌的鎖相環,計數器,Baudrate發生器,有的DSP也有ADC模擬接口。
2)使用的編程語言
FPGA主要使用HDL,包括VHDl,Verilog,還有數模混合的描述語言Verilog-AMS等。DSP使用C,匯編語言編程。
3)功能角度
FPGA普遍用于實現數字電路模塊,基本上能實現所有的數字電路,傳統的數字功能模塊,以及客戶產品特定需求的數字處理模塊。FPGA的IO橋接種類繁多,不同種類的級別的FPGA支持的IO標準和協議都不盡相同,但是這些IO的驅動能力或是電壓都是可編程配置的。任何數字功能電路的實現,高速信號的處理,控制領域的信號處理,橋轉換協議的實現,Actel的Fusion還能用于電流/電壓檢測,溫度的檢測,MOSFETdriver,電源管理,其的Flash工藝技術可以依靠電池供電工作,和掉電實時保存數據,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之類的移動手持設備中能發揮更大的功能應用。另外用FPGA實現ASIC的前期的設計驗證,FPGA實現DSP的功能,實現CPU的功能,MCU的功能,內存控制器,用于工業的PWM,SVPWM,Clarke,Park的正逆變換的實現,VGA控制,數據的編解碼,解復用,高達上Gbps的信號的處理,協議的轉換實現等等等等功能,都是DSP難以勝任的。
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