ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC區(qū)別和聯(lián)系

●具有可保證性能的集成存儲器控制邏輯

●提供單片CPLD和可編程PHY方案

由于有這些優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)建模成本低,可在設(shè)計(jì)過程的任一階段添加設(shè)計(jì)或改變引腳輸出,可以很快上市。

CPLD的結(jié)構(gòu)

CPLD是屬於粗粒結(jié)構(gòu)的可編程邏輯器件。它具有豐富的邏輯資源(即邏輯門與寄存器的比例高)和高度靈活的路由資源。CPLD的路由是連接在一起的,而FPGA的路由是分割開的。FPGA可能更靈活,但包括很多跳線,因此速度較CPLD慢。

CPLD以群陣列(array of clusters)的形式排列,由水平和垂直路由通道連接起來。這些路由通道把信號送到器件的引腳上或者傳進(jìn)來,并且把CPLD內(nèi)部的邏輯群連接起來。

之所以稱作粗粒,是因?yàn)?與路由數(shù)量相比,邏輯群要大得到。CPLD的邏輯群比FPGA的基本單元大得多,因此FPGA是細(xì)粒的。

CPLD最基本的單元是宏單元。一個(gè)宏單元包含一個(gè)寄存器(使用多達(dá)16個(gè)乘積項(xiàng)作為其輸入)及其它有用特性。

因?yàn)槊總€(gè)宏單元用了16個(gè)乘積項(xiàng),因此設(shè)計(jì)人員可部署大量的組合邏輯而不用增加額外的路徑。這就是為何CPLD被認(rèn)為是"邏輯豐富"型的。

宏單元以邏輯模塊的形式排列(LB),每個(gè)邏輯模塊由16個(gè)宏單元組成。宏單元執(zhí)行一個(gè)AND操作,然后一個(gè)OR操作以實(shí)現(xiàn)組合邏輯。

每個(gè)邏輯群有8個(gè)邏輯模塊,所有邏輯群都連接到同一個(gè)可編程互聯(lián)矩陣。

每個(gè)群還包含兩個(gè)單端口邏輯群存儲器模塊和一個(gè)多端口通道存儲器模塊。前者每模塊有8,192b存儲器,后者包含4,096b專用通信存儲器且可配置為單端口、多端口或帶專用控制邏輯的FIFO。

CPLD有什麼好處?

I/O數(shù)量多

CPLD的好處之一是在給定的器件密度上可提供更多的I/O數(shù),有時(shí)甚至高達(dá)70%。

時(shí)序模型簡單CPLD優(yōu)于其它可編程結(jié)構(gòu)之處在于它具有簡單且可預(yù)測的時(shí)序模型。這種簡單的時(shí)序模型主要應(yīng)歸功于CPLD的粗粒度特性。

CPLD可在給定的時(shí)間內(nèi)提供較寬的相等狀態(tài),而與路由無關(guān)。這一能力是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵,不但可加速初始設(shè)計(jì)工作,而且可加快設(shè)計(jì)調(diào)試過程。

粗粒CPLD結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

CPLD是粗粒結(jié)構(gòu),這意味著進(jìn)出器件的路徑經(jīng)過較少的開關(guān),相應(yīng)地延遲也小。因此,與等效的FPGA相比,CPLD可工作在更高的頻率,具有更好的性能。

CPLD的另一個(gè)好處是其軟件編譯快,因?yàn)槠湟子诼酚傻慕Y(jié)構(gòu)使得布放設(shè)計(jì)任務(wù)更加容易執(zhí)行。

細(xì)粒FPGA結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

FPGA是細(xì)粒結(jié)構(gòu),這意味著每個(gè)單元間存在細(xì)粒延遲。如果將少量的邏輯緊密排列在一起,FPGA的速度相當(dāng)快。然而,隨著設(shè)計(jì)密度的增加,信號不得不通過許多開關(guān),路由延遲也快速增加,從而削弱了整體性能。CPLD的粗粒結(jié)構(gòu)卻能很好地適應(yīng)這一設(shè)計(jì)布局的改變。

靈活的輸出引腳

CPLD的粗粒結(jié)構(gòu)和時(shí)序特性可預(yù)測,因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)流程的后期仍可以改變輸出引腳,而時(shí)序仍保持不變。

新的CPLD封裝

CPLD有多種密度和封裝類型,包括單芯片自引導(dǎo)方案。自引導(dǎo)方案在單個(gè)封裝內(nèi)集成了FLASH存儲器和CPLD,無須外部引導(dǎo)單元,從而可降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性并節(jié)省板空間。在給定的封裝尺寸內(nèi),有更高的器件密度共享引腳輸出。這就為設(shè)計(jì)人員提供了"放大"設(shè)計(jì)的便利,而無須更改板上的引腳輸出。

●arm是一種嵌入式芯片，比單片機(jī)功能強(qiáng)，可以針對需要增加外設(shè)。類似于通用cpu，但是不包括桌面計(jì)算機(jī)。

DSP主要用來計(jì)算，計(jì)算功能很強(qiáng)悍，一般嵌入式芯片用來控制，而DSP用來計(jì)算，譬如一般手機(jī)有一個(gè)arm芯片，主要用來跑界面，應(yīng)用程序，DSP可能有兩個(gè)，adsp,mdsp，或一個(gè)，主要是加密解密，調(diào)制解調(diào)等。

●ARM其實(shí)就是一個(gè)知識產(chǎn)權(quán)，ARM公司本身不生產(chǎn)芯片，但是向其它公司提供授權(quán)。

alterA有嵌入ARM內(nèi)核的SOPC芯片，搜搜應(yīng)該能搜的到的。

如果自己設(shè)計(jì)一個(gè)ARM芯片，顯然是不大可能的，即使設(shè)計(jì)出來嵌入式芯片，也不能叫ARM。

當(dāng)然用FPGA設(shè)計(jì)簡單的處理器芯片應(yīng)該還是有可能的，好象外國大學(xué)都有這樣的課程設(shè)計(jì)，也有很多書籍介紹設(shè)計(jì)簡單的處理器芯片的。

感覺處理器芯片主要就是把指令譯碼，分派給不同的功能部件來執(zhí)行工作，如果再加上流水線，預(yù)測執(zhí)行以及存儲器、外設(shè)等等功能，應(yīng)該工作量很大的。

●其實(shí)象工作量特別大的運(yùn)算，一般還是用FPGA/ASIC來實(shí)現(xiàn)的，譬如在手機(jī)基帶芯片中，碼片級的運(yùn)算，一般是用FPGA/ASIC，而比特級的運(yùn)算，應(yīng)該用DSP實(shí)現(xiàn)的多。

ADSP

美國模擬器件公司(ADI : Analog Device Instrument)生產(chǎn)的數(shù)字信號處理芯片(DSP:Digital Singal Processor),代表系列有 ADSP Sharc 211xx (低端領(lǐng)域),ADSP TigerSharc 101,201,....(高端領(lǐng)域),ADSP Blackfin 系列(消費(fèi)電子領(lǐng)域).

ADSP與另外一個(gè)著名的德州儀器(TI: Texas Instrument)生產(chǎn)的芯片特點(diǎn)相比較,具有浮點(diǎn)運(yùn)算強(qiáng),SIMD(單指令多數(shù)據(jù))編程的優(yōu)勢, 比較新的Blackfin系列比同一級別TI產(chǎn)品功耗低.缺點(diǎn)是ADSP不如TI的C語言編譯優(yōu)化好.TI已經(jīng)普及了C語言的編程,而AD芯片的性能發(fā)揮比較依賴程序員的編程水平.ADSP的Linkport數(shù)據(jù)傳輸能力強(qiáng)是一大特色,但是使用起來不夠穩(wěn)定,調(diào)試難度大.

ADI提供的Visual DSP ++2.0, 3.0, 4.0, 4.5 編程環(huán)境,可以支持軟件人員開發(fā)調(diào)試.

雖然跟單片機(jī)不是很相關(guān)，但是文章不錯，小編就整理下~(≧▽≦)/~啦啦啦。