DSP和FPGA配合使用问题讨论

2万 · 2013-4-8 10:30

本帖最后由 zhangmangui 于 2013-4-8 11:19 编辑

想问问各位，DSP和FPGA一般是怎么配合使用，一般用于哪些项目或方向，求指教.

只看该作者 · 2013-4-8 10:36

例如，做图像的3A处理，千万像素CMOS图像的高速拼接，畸变矫正等，这些DSP做不了，需要FPGA协助，FPGA协助处理后，传给DSP再做分析、压缩等，
二者之间的接口要看具体的应用需求来选择，

2万 · 2013-4-8 11:10

hardfire 发表于 2013-4-8 10:36
例如，做图像的3A处理，千万像素CMOS图像的高速拼接，畸变矫正等，这些DSP做不了，需要FPGA协助，FPGA协助 ...

他们两者的通信走的是总线吗有没有相关资料能不能分享一下啊非常感谢

2万 · 2013-4-8 11:14

刚网上找的分享一下
出于以下几个原因，你可能会考虑使用FPGA来实现DSP解决方案。首先是为了提高性能，尽管今天的DSP处理器很快，并对许多DSP应用来说很有用，但仍有一些应用要求性能再进一步提升，而FPGA提供了更高的性能。例如，FPGA可以生成一个定制硬件设计，从而控制逻辑能够在硬件中实现。工程师将不必再利用精确的时钟周期来实现控制功能。此外，通过裁减硬件架构，FPGA可以提供额外的性能。如果最重要的设计考虑因素是速度，那么可以在FPGA中设计完全并行的算法处理方案。今天，用FPGA来执行DSP功能的最常见应用之一是视频处理。其它可从FPGA的更高性能中受益的应用包括雷达、超声波和高速调制解调器等。

使用FPGA进行数字信号处理的另一个理由是今天的许多系统已经包含了一个FPGA，用于协议转换、胶合逻辑或一些其它系统功能。如果那个FPGA没有被完全利用，那么把DSP功能加入其中可以为系统节约成本。而且如果标准发生改变，使用FPGA就不会有任何风险。FPGA的配置文件能够像软件那样升级，尽管它们必须被存储在系统的非易失性存储器中。

当用FPGA进行设计时，如果有可能，最好**使用定点数系统。这有几个原因。首先，所有嵌入在FPGA中的逻辑(乘法器、累加器)已经被设计成定点运算单元，为FPGA用途而设计的大多数内核也是如此。其次，浮点的实现很复杂，而且需要规模相当大的硬件。在产品的开发成本或每单位成本中，浮点解决方案的费用过高，因而可能不值得我们这样做。最后，FPGA内部的定点格式为用户提供了足够的灵活性，因为表示一个数字的位数可以由用户选择，而且用户可以在任何需要的地方设计舍位和进位方式，从而使定点实现很实用。

当决定在定点实现中应该使用多少位数时，请记住每增加一位会使信噪比提高约6dB。
正如市面上有许多软件，而且某些软件比其它软件更适合于不同的场合一样，创建FPGA设计的方法也有许多种。第一种设计技术是使用IP核来进行设计。这是最容易的技术，因为内核已经是设计好并经过优化的。该技术通常能提供最佳的结果，因为专家在设计内核时已经针对应用和FPGA架构采用了最佳的实现方式。今天的大多数内核非常便于配置，例如，可选择并行实现、串行实现或对称操作。因此，我们很有可能找到可以满足大部分需求的内核。一些工具供应商和FPGA供应商甚至提供能够使用传统DSP系统设计软件(诸如Matlab之类的工具)来实现的内核，所以学习的过程并不是那么艰难。许多常见的内核对用户是免费的，如FIR滤波器和乘法器。更为复杂的内核通常需要许可费，在多数情况下，这是一次性费用。总而言之，如果设计人员缺乏FPGA设计经验且能以适当的价格发现适合其需要的内核，那么这种技术是最佳选择。

2万 · 2013-4-8 11:18

DSP+FPGA结构最大的特点是结构灵活,有较强的通用性,适于模块化设计,从而能够提高算法效率;同时其开发周期较短,系统易于维护和扩展。

例如,一个由DSP+FPGA 结构实现的实时信号处理系统中,低层的信号预处理算法处理的数据量大,对处理速度的要求高,但运算结构相对比较简单,适于用FPGA进行硬件实现,这样能同时兼顾速度及灵活性。高层处理算法的特点是所处理的数据量较低层算法少,但算法的控制结构复杂,适于用运算速度高、寻址方式灵活、通信机制强大的DSP芯片来实现。

FPGA可以完成模块级的任务,起到DSP的协处理器的作用。它的可编程性使它既具有专用集成电路的速度,又具有很高的灵活性。

DSP具有软件的灵活性;而FPGA具有硬件的高速性,从器件上考察,能够满足处理复杂算法的要求。这样DSP+FPGA的结构为设计中如何处理软硬件的关系提供了一个较好的解决方案。同时,该系统具有灵活的处理结构,对不同结构的算法都有较强的适应能力,尤其适合实时信号处理任务。