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        比較ARM,AVR,MSP430,Coldfire,DSP,F(xiàn)PGA

        作者: 時間:2016-11-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        DSP(digital singnal processor)是一種獨特的微處理器,有自己的完整指令系統(tǒng),是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運(yùn)算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等,在其外圍還可以連接若干存儲器,并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信,有軟、硬件的全面功能,本身就是一個微型計算機(jī)。DSP采用的是哈佛設(shè)計,即數(shù)據(jù)總線和地址總線分開,使程序和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個分開的空間,允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令,并進(jìn)行譯碼,這大大的提高了微處理器的速度。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進(jìn)行傳輸,因為增加了器件的靈活性。其工作原理是接收模擬信號,轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號,再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化,并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性,而且其實時運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器,是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度,是最值得稱道的兩大特色。由于它運(yùn)算能力很強(qiáng),速度很快,體積很小,而且采用軟件編程具有高度的靈活性,因此為從事各種復(fù)雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特點:
        (1)在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法;
        (2)程序和數(shù)據(jù)空間分開,可以同時訪問指令和數(shù)據(jù);
        (3)片內(nèi)具有快速RAM,通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問;
        (4)具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)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(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器;
        (7)可以并行執(zhí)行多個操作;
        (8)支持流水線操作,使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。
        當(dāng)然,與通用微處理器相比,DSP芯片的其他通用功能相對較弱些。
        FPGA是英文Field Programmable Gate Array(現(xiàn)場可編程門陣列)的縮寫,它是在PAL、GAL、PLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物,是專用集成電路(ASIC)中集成度最高的一種。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個新概念,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個部分。用戶可對FPGA內(nèi)部的邏輯模塊和I/O模塊重新配置,以實現(xiàn)用戶的邏輯。它還具有靜態(tài)可重復(fù)編程和動態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的特性,使得硬件的功能可以像軟件一樣通過編程來修改。作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路,F(xiàn)PGA既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。可以毫不夸張的講,F(xiàn)PGA能完成任何數(shù)字器件的功能,上至高性能CPU,下至簡單的74電路,都可以用FPGA來實現(xiàn)。FPGA如同一張白紙或是一堆積木,工程師可以通過傳統(tǒng)的原理圖輸入法,或是硬件描述語言自的設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)。通過軟件仿真,我們可以事先驗證設(shè)計的正確性。在PCB完成以后,還可以利用FPGA的在線修改能力,隨時修改設(shè)計而不必改動硬件電路。使用FPGA來開發(fā)數(shù)字電路,可以大大縮短設(shè)計時間,減少PCB面積,提高系統(tǒng)的可靠性。FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)的,因此工作時需要對片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式,采用不同的編程方式。加電時,F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中,配置完成后,F(xiàn)PGA進(jìn)入工作狀態(tài)。掉電后,F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片,內(nèi)部邏輯關(guān)系消失,因此,F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器,只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當(dāng)需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可。這樣,同一片F(xiàn)PGA,不同的編程數(shù)據(jù),可以產(chǎn)生不同的電路功能。因此,F(xiàn)PGA的使用非常靈活。可以說,F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。目前做FPGA比較領(lǐng)先的有XILINX、ALTERA公司。
        ARM具有比較強(qiáng)的事務(wù)管理功能,可以用來跑界面以及應(yīng)用程序等,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在控制方面,
        而DSP主要是用來計算的,比如進(jìn)行加密解密、調(diào)制解調(diào)等,優(yōu)勢是強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運(yùn)行速度。
        FPGA可以用VHDL或verilogHDL來編程,靈活性強(qiáng),由于能夠進(jìn)行編程、除錯、再編程和重復(fù)操作,因此可以充分地進(jìn)行設(shè)計開發(fā)和驗證。當(dāng)電路有少量改動時,更能顯示出FPGA的優(yōu)勢,其現(xiàn)場編程能力可以延長產(chǎn)品在市場上的壽命,而這種能力可以用來進(jìn)行系統(tǒng)升級或除錯。FPGA目前的趨勢是有代替前兩者的可能,在FPGA內(nèi)部置入乘法器和DSP塊,就具有高速的DSP處理能力。在FPGA內(nèi)置入硬核CPU或軟核CPU(Xilinx有powerpc硬核的產(chǎn)品,有microblaze軟核。Altera有NIOS II軟核)就可以成為既有能實現(xiàn)數(shù)字邏輯有適應(yīng)嵌入式開發(fā)的綜合性器件了。
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        dsp-數(shù)據(jù)處理;cpu-控制;fpga-接口轉(zhuǎn)換
        FPGA---通過編程實現(xiàn)電路
        DSP--通過編程指導(dǎo)處理單元完成數(shù)據(jù)處理及控制
        CPU嘛,復(fù)雜的東東
        我覺得fpga就是一種可編程的器件,用它也可以實現(xiàn)DSP或者是cpu只不過可能性能達(dá)不到要求.
        dsp用作數(shù)字信號處理,
        而cpu是一種控制器,有許多種,比方說通用的如奔騰,還有單片機(jī)等.
        cpu是一種電路,而fpga是一種相對于asic的電路實現(xiàn)方法.
        在很大程度上dsp與床鋪有些類似,都是進(jìn)行運(yùn)算處理數(shù)據(jù)的,內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,fpga是可以控制的邏輯器件,可以根據(jù)需求進(jìn)行編程。
        就工作頻率上來說,pc機(jī)上的cpu以GHz為計量單位;而你見過哪款fpga芯片的頻率超過1GHz的,基本上,目前的500MHz就封頂了。
        單片機(jī)低速
        DSP高速
        FPGA超高速
        FPGA可編程器件,用戶可以根據(jù)各自的需要實現(xiàn)接口協(xié)議,協(xié)議解析,數(shù)據(jù)處理,控制,優(yōu)點是用戶可隨心所欲的編程。
        DSP其實就是內(nèi)部嵌有CPU和一些專用數(shù)字處理模塊(微引擎,乘法電路)的asic,專用于高速的數(shù)據(jù)信號處理。但是其主要執(zhí)行過程還是由軟件實現(xiàn)的。
        CPU就是毫無疑問的中央處理器了,它根據(jù)用戶給出的指令,進(jìn)行它的操作,其實里面的最基本的還是加乘操作。
        因為DSP和CPU都是專用集成電路,所以內(nèi)部時鐘頻率可以做的很高,密度可以做的很高,特別是CPU,往往都代表了半導(dǎo)體的最新最高工藝。FPGA雖然在執(zhí)行頻率上沒有DSP和CPU那么高,工藝可能也沒有那么先進(jìn),但是FPGA可以通過并行處理和流水線,達(dá)到比CPU和DSP更高的數(shù)據(jù)處理能力。而且現(xiàn)在FPGA也內(nèi)嵌了DSP模塊和CPU,可以設(shè)計成片上系統(tǒng)。對于對CPU要求不高的單板,只要使用FPGA內(nèi)的CPU就可以了,不需要另外再貼塊CPU芯片了。因為三種器件各有其優(yōu)勢,所以是誰也沒有辦法替代誰。主要的競爭在FPGA與DSP,低端CPU之間展開。
        DSP是軟件實現(xiàn)算法
        FPGA是硬件實現(xiàn)算法,所以FPGA的處理速度會更高
        FPGA比DSP快的一個重要原因是FPGA可以實現(xiàn)并行運(yùn)算,而DSP由于硬件結(jié)構(gòu)條件限制,主要還是依靠軟件來提取指令執(zhí)行,理解為還是串行執(zhí)行
        http://group.ednchina.com/619/8191.aspx?page=1
        http://bbs.lierda.com/showthread.php?p=64175#post64175
        http://www.dzsc.com/dzbbs/20061110/200765191126796347.html
        http://www.dzsc.com/dzbbs/20070123/200765182728796124.html
        http://zhidao.baidu.com/question/84684733.html
        http://hi.baidu.com/zorrl/blog/item/9b84be1975f9847fdbb4bdd9.html
        http://hi.baidu.com/??????8013/blog/item/680480b5db511cc837d3ca65.html
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