DSP作为可编程超大规模集成电路(VLSI)器件,是通过可下载的软件或固件来实现扩展算法和数字信号处理功能的,其最典型的用途是实现FIR滤波器和FFT算法。在硬件上,DSP最基本的构造单元是被称为MAC的乘加器,它通常被集成在数据信道中,这使得指令周期时间可以跟硬件的算术周期时间相同。此外,DSP芯片还有若干个独立的片内存储器、ROM、RAM、并行功能单元、锁相环(PLL)、振荡器、几条8位或16位的总线、时钟中断电路等。为满足无线便携式器件无电保存数据的要求,DSP芯片还采用了诸如闪速存储器、铁电存储器等技术。当前,大多数的DSP芯片采用改进的哈佛结构,即数据总线和地址总线相互分离,使得处理指令和数据可以同时进行,提高了处理效率。另外还采用了流水线技术,将取指、取操作数、执指等步骤的指令时间可以重迭起来,大大提运算速度。 FPGA 指的是现场可编程门阵列,它的基本功能模块是由n输入的查找表,存储数据的触发器和复路器等组成。这样,只要正确地设置了其中的数据,查找表就能够通过对中的数据的读取而实现输入的任意布尔函数。触发发器则用来存储数据,如有限状态机的状态信息。复路器可以选择不同的输入信号的组合,将查找表和触发器用可编程的布线资源连接起来,就可以实现不同的组合逻辑和时序逻辑。由于FPGA内部结构的特点,它可以很容易的实现分布式的算法结构,这一点对实现汽车电子中的高速数字信号处理十分有利。由于FPGA器件实现的各功能块可以同时工作,从而实现指令级、比特级、流水线级甚至是任务级的并行执行,从而大大地加快了计算速度。由FPGA实现的计算系统可以达到现有通用处理器的数百甚至上千倍。并且,由于FPGA可动态地配置,系统的硅片面积不再是所支持无线接口数的线形函数,因此有可能在很少的几片甚至一片FPGA中集成一个支持所有标准的系统。不过,由于现有的FPGA的开发系统几乎都是为ASIC的原型验证而设计的,导致这些开发系统在节省工程开发时间上效率非常高, 而在FPGA资源的利用效率方面却比较差。HDL语言可大大提高设计能力,但在最大限度地发挥器件性能方面HDL的设计方法还有一定的局限性,还不能提供FPGA布局布线的优化和约束。 |