最佳FPGA和专用DSP

DSP选择

　　做为这些通用功能应用，大多数DSP应用的核心是乘、加、减或累加。通用DSP芯片与通用微处理器结合能有效地实现这些功能。乘法器数量通常1~4个，而微处理器通过乘和其他功能定序通过的数据，存储中间结果在存储器或累加器。主要靠提高乘法所用的时钟速度来提高性能。典型时钟速度为几十MHz~1GHz。性能用每秒MMAC(百万乘累加)度量，典型值10~4000。

　　需要较佳功能必须并联组合多个DSP引擎。这种方法的主要优点是直接实现用高级编程语言(如C语言)编写的算法。

　　DSP定向的FPGA能在一个芯片上并行实现很多功能。通用发送、逻辑和存储器资源互连功能、执行加法功能、定序和存储数据。某些基本器件仅提供乘法支持，需要用户建造其他逻辑功能。更复杂的器件提供加、减和累加功能做为DSP构建单元的一部分。FPGA通常带有几十乘法器单元，可工作在几百MHz的时钟频率。

　DSPFPGA选择

　　Altera公司的Cyclone FPGA不包含DSP定向的元件，这使得实现大的DSP功能而不消耗大量的外部资源变得困难。然而，CycloneII包含乘法器功能，Xilinx公司的SpartanIII FPA家族具有基本的乘法器功能。没有DSP功能时，必须消耗大量的FPGA资源来实现一般设计中的加、减、累加和流水线寄存器。

　　Lattice公司专为DSP应用设计了ECP-DSP器件(图4)。它含有与4和10个集成sysDSP单元连接的低成本FPEA结构。sysDSP单元以3个数据通路宽度(9，18和36)支持4个功能单元。用户为DSP单元选择一个功能单元，然后选择其操作数的宽度和类型(符号/无符号)。sysDSP单元中的操作数可以带符号或无符号，但在功能单元中不能混合。

　　同样，在一个单元中操作数宽度不能混合。每个sysDSPK中的资源可配置来支持MULT(乘)、MAC(乘累加)、MULTADD(乘加/减)和MULTADDSUM(乘加/减和)元件。

图4 ECP-DSP框图

　　每个单元中可用的元件数取决于所选择的数据通路宽度。把若干个元件连接起来可并联实现DSP功能。

　　sysDSP单元在输入，中间和输出级具有内置任选流水线寄存器。如需要，输入也可能并行输入或跨过阵列移位。也为带符号和不带符号运算和加减之间动态转换提供选择。在sysDSP单元中可得到流水线寄存器、和、减和累加。在一般的功能中，一般需要用加、和或累加组合乘法。概念简单的流水线寄存器在宽数据通路中实现要消耗大量的资源。用sysDSP单元实现这些功能可使通用FPGA资源消耗较低、性能较高，允许采用较低速度等级的更小器件。