在数字电路方案设计中DSP与FPGA的比较与选择

作者：时间：2012-09-16 来源：网络收藏

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/148390.htm

3 如何进行DSP和FPGA方案选择

3.1 方案选择原则

在选择数字系统核心处理部分的方案时,有很多因素需要考虑。例如如何充分利用已有资源(包括软、硬件)、系统要求的工作时钟速率以及算法或工作方式的特点等,这些对最佳方案的选择有很大的影响。

具体地说,在最初的方案论证阶段,可以根据如下问题的回答情况来进行方案选择:

(1)该系统的取样速率是多少?

如果高于几MHz,FPGA是理所当然的选择。

(2)系统是否已经使用C语言编制的程序?如果是,DSP可以直接地实现。它可能达不到方案的最佳实现,但很容易进一步开发。

(3)系统的数据率是多少?

如果高于20～30Mbyte/second,则用FPGA处理更佳。

(4)有多少个条件操作?

如果没有,FPGA是很好的;如果很多,则软件的实现即DSP的实现是更好的选择。

(5)系统是否使用浮点?

如果是,则使用可编程的DSP更好。目前为止,一些FPGA开发商,如Xilinx 公司的核还不支持浮点,尽管自己可以设计。

(6)所需要的库是否能够获得?

DSP和FPGA都提供诸如FIR或FFT等基本的构建模块。然而,更复杂的或专用的构件可能得不到,这将决定选择。

3.2 方案选择示例

下面提供了几个数字电路设计例子,有助于理解前面介绍的方案选择原则。

(1)用于无线数据接收机的抽样滤波器。典型的CIC(Control Integrated Circuit 控制集成电路)滤波器工作在50～100MHz的取样率,5步CIC有10个寄存器和10个加法器。要求加速度在500～1000MHz。

在这一速率下任何的DSP处理器将很难实现。然而CIC只有非常简单的结构,这样以FPGA来实现将会很简单。100MHz的取样率可以达到,甚至某些型号的FPGA还可以有些剩余资源来实现进一步的处理。

(2)实现通信堆栈协议——ISDN(Integrated Services Digital Network 综合服务数字网)。IEEE1394有很复杂、大量的C代码,完全不适合用FPGA来实现;但是用DSP来实现却很简单。不仅如此,一个信号编码基数可以得到保留,这样可以使代码堆栈在某一产品的DSP上来实现,或者在另一块DSP上的分离的协议处理器来实现。这将给专门提供为代码堆栈授权的供应厂家以机会。

(3)数字射频接收机的基带处理器。一些类型的接收机需要FFT来获得信号,然后匹配滤波器一次获得信号,这两个模块可以很简单的用任何一种方案实现。然而如果要求工作模式转换/信号获得和信号接收的转换;则采用DSP方案更适合。因为FPGA方案需要同时完成两个模块。

这里要注意,射频用FPGA实现更好,因为这是一个混合、多任务的系统。如果应用更大的FPGA,这样两个模块可以同时用一个FPGA来实现。