淺析DSP與FPGA兩大市場的發(fā)展和關(guān)系

　　隨著模擬IC市場中眾多垂直細(xì)分行業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)DSP器件遭遇了各種替代性信號處理平臺的競爭，FPGA即為典型代表。憑借高密度、低功耗和低成本的優(yōu)勢，F(xiàn)PGA不僅在通信、消費(fèi)類、嵌入式等廣泛領(lǐng)域中行使DSP的職能，并且已經(jīng)快速滲透到諸多新興應(yīng)用領(lǐng)域之中。

　　盡管FPGA在某些應(yīng)用領(lǐng)域中可以取代DSP，但是FPGA并不會徹底顛覆現(xiàn)有格局。來自全球領(lǐng)先的高性能信號處理解決方案供應(yīng)商ADI公司DSP亞洲業(yè)務(wù)區(qū)域經(jīng)理陸磊先生表示，未來FPGA與DSP更多是協(xié)同處理關(guān)系，由于雙方的可編程，重用性和算法升級都有共通性，因此，使用DSP或FPGA都能實現(xiàn)更低功耗和更高性能。

　　ADI公司DSP亞洲業(yè)務(wù)區(qū)域經(jīng)理陸磊先生認(rèn)為，DSP與FPGA都具有各自的優(yōu)勢。相比FPGA，DSP具有高性能、低功耗與易編程的競爭優(yōu)勢，并在傳統(tǒng)的應(yīng)用市場發(fā)揮著巨大的作用。而FPGA是通過邏輯組合來實現(xiàn)各種功能的器件，可以進(jìn)行任何類型的處理。在以高密度數(shù)據(jù)處理為中心的無線和有線通信、雷達(dá)、航空電子和醫(yī)療成像應(yīng)用中，高性能FPGA有其先天優(yōu)勢——系統(tǒng)設(shè)計更簡化、處理速度更快、同時可以實現(xiàn)各種硬件擴(kuò)展和連接。另外，陸磊先生指出，實際上DSP并非遭遇其它替代性型號處理平臺的競爭，反而得到了充分的開發(fā)。FPGA以及其他一些處理器，基本上都應(yīng)用了很多DSP的技術(shù)。像中高端ARM處理器，也加入了一些DSP的指令；FPGA做數(shù)字信號處理的能力一直都是比較強(qiáng)的，所以DSP的技術(shù)在這些不同的芯片里面，都有各種各樣的應(yīng)用。

　　陸磊先生在被問到未來DSP與FPGA兩者的關(guān)系將會如何發(fā)展時，他表示低成本、低功耗、小尺寸依舊是目前無線通信基礎(chǔ)設(shè)施、汽車電子、智能視頻監(jiān)控、工業(yè)自動化控制和航空航天等嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的主要市場需求。這些需求正推動FPGA和DSP走向融合。DSP和FPGA都在利用自身的優(yōu)勢開發(fā)新的產(chǎn)品，以滿足新應(yīng)用的需求。在一些復(fù)雜的應(yīng)用中，由于需要兼顧硬件連接、處理效率、軟件兼容性和開發(fā)難度等各方面因素，F(xiàn)PGA加DSP和其他處理器的架構(gòu)仍然會長期存在。而在對成本、功耗和體積要求高的應(yīng)用中，單芯片的解決方案必然是趨勢，客戶最終考慮采用的會是能滿足應(yīng)用的最合適的芯片。

　　隨著DSP與FPGA應(yīng)用市場的不斷拓展，包括通信、醫(yī)療、汽車、工業(yè)、新能源在內(nèi)的諸多細(xì)分行業(yè)都會對兩者都提出了新的要求。為滿足這些需求，ADI在產(chǎn)品規(guī)劃上結(jié)合自身DSP技術(shù)和數(shù)字邏輯、模擬電路的優(yōu)勢，針對相應(yīng)的細(xì)分市場推出合適的產(chǎn)品。陸磊先生以汽車輔助駕駛為例并解釋道，前視攝像頭處理模塊通常需要安裝在后視鏡和擋風(fēng)玻璃的狹小空間內(nèi)，因此需要考慮整個模塊的體積；另一方面，由于太陽直射，器件的散熱也是一個很大的挑戰(zhàn)。這是一個典型的對器件的性能、功耗、體積都有很高要求的應(yīng)用。單芯片的解決方案是唯一的選擇。ADI公司推出的BF60x芯片結(jié)合了Blackfin核和PVP所提供的高性能處理能力和靈活性，同時由于PVP的硬件結(jié)構(gòu)降低了芯片的整體功耗。使得BF60x非常適合于汽車輔助駕駛對器件高性能、低功耗和小體積的要求。

　　什么是DSP？

　　DSP是Digital Signal Processing的縮寫，表示數(shù)字信號處理器，信息化的基礎(chǔ)是數(shù)字化，數(shù)字化的核心技術(shù)之一是數(shù)字信號處理，數(shù)字信號處理的任務(wù)在很大程度上需要由DSP器件來完成，DSP技術(shù)已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的并得到迅速發(fā)展的前沿技術(shù)。

　　數(shù)字信號處理是利用計算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字形式對信號進(jìn)行采集、變換、濾波、估值、增強(qiáng)、壓縮、識別等處理，以得到符合人們需要的信號形式。 DSP技術(shù)的應(yīng)用

　　語音處理：語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強(qiáng)、語音郵件、語音儲存等。

　　圖像/圖形：二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動畫、機(jī)器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強(qiáng)等。

　　什么是FPGA?

　　FPGA是Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，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(diǎn)。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。可以支持一片PROM編程多片F(xiàn)PGA；串行模式可以采用串行PROM編程FPGA；外設(shè)模式可以將FPGA作為微處理器的外設(shè)，由微處理器對其編程