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  一、什么是DSP芯片?

  DSP 芯片又叫做數(shù)字信號(hào)處理器，這是一種快速?gòu)?qiáng)大的微處理器，它采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)，特別之處在于它能即時(shí)處理數(shù)據(jù)，可以用來(lái)快速實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)處理算法。

  DSP 的作用是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，用于專(zhuān)用處理器的高速實(shí)時(shí)處理。它具有高速、靈活、可編程、低功耗的界面功能，在圖形圖像、語(yǔ)音、信號(hào)處理等通信領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用。

  在 DSP 芯片出現(xiàn)之前，數(shù)字信號(hào)處理只能依靠微處理器來(lái)完成，但由于微處理器處理速度不快，無(wú)法滿足越來(lái)越大信息量的高速實(shí)時(shí)要求。隨后 DSP 芯片的出現(xiàn)滿足了這些需求，應(yīng)用領(lǐng)域也變得廣泛。

  DSP 芯片應(yīng)用廣泛，數(shù)字化時(shí)代下 DSP 已成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品和自動(dòng)控制、軍事與航空等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。

  目前世界上 DSP 芯片制造商主要有三家，德州儀器、模擬器件公司和摩托羅拉。原本以為摩托羅拉已經(jīng)消失了，沒(méi)想到還能在這碰到。

  德州儀器是龍頭，占據(jù)絕大部分國(guó)際市場(chǎng)。產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)、航空電子和國(guó)防、尺寸、重量和功耗、音頻、視頻編碼解碼與生物識(shí)別等領(lǐng)域。

摩托羅拉公司也是全球較大的 DSP 芯片生產(chǎn)商，其產(chǎn)品包括定點(diǎn)的和浮點(diǎn)的，專(zhuān)用的和通用的，16 位和 24 位以及 32 位。DSP 芯片主要應(yīng)用于語(yǔ)音處理、通信、數(shù)字相機(jī)、多媒體、控制等領(lǐng)域。

  二、DSP芯片發(fā)展

  集成化和可編程是 DSP 芯片的發(fā)展趨勢(shì)。

  縮小 DSP 尺寸一直是技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，目前DSP芯片多使用 RISC 架構(gòu)，隨著新工藝引入，越來(lái)越多廠商開(kāi)始改進(jìn)DSP芯核，并把多個(gè) DSP 芯核、MPU 芯核及外圍電路集成在一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)的集成電路。

  隨著個(gè)性化發(fā)展的需要，DSP 可編程化為生產(chǎn)廠商提供了更多靈活性，廠家可以在同一個(gè) DSP 芯片上開(kāi)發(fā)出更多不同型號(hào)特征的系列產(chǎn)品，

  這也使得廣大用戶(hù)對(duì)于 DSP 的升級(jí)產(chǎn)生了替換需求，如冰箱、洗衣機(jī)，這些原來(lái)裝有微控制器的家電如今已換成可編程 DSP 來(lái)進(jìn)行大功率電機(jī)控制。

  目前市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的 DSP 器件中，占據(jù)主流的依然是16 位的定點(diǎn)可編程 DSP 器件，隨著 DSP 定點(diǎn)運(yùn)算器件成本不斷降低，能耗越來(lái)越小的優(yōu)勢(shì)日漸明顯，未來(lái)定點(diǎn) DSP 芯片仍將是市場(chǎng)的主角。

  當(dāng)然，市面上不光 DSP 這一類(lèi)芯片具備可編程的特點(diǎn)，還有一類(lèi)FPGA也具備可編程特點(diǎn)。

  FPGA叫做現(xiàn)場(chǎng)可編輯門(mén)陣列，它是專(zhuān)用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門(mén)電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。

有了 FPGA 芯片，可以用程序編一個(gè)新發(fā)明的 CPU 內(nèi)核出來(lái)，嵌到 FPGA 芯片中去，并且可以嵌入多個(gè)，后續(xù)我們會(huì)對(duì)這種芯片進(jìn)行詳細(xì)分析。

  三、DSP芯片和FPGA芯片有什么區(qū)別?

  首先，DSP芯片是專(zhuān)門(mén)的微處理器，按照指令的順序流來(lái)編程，適用于條件進(jìn)程，特別是較復(fù)雜的多算法任務(wù)，通用性較弱，具有軟件靈活性，對(duì)較低速的事件串聯(lián)執(zhí)行，但處理前可能會(huì)有些延遲。

  FPGA 是以框圖方式編程，很容易看數(shù)據(jù)流。它既可以完成較大規(guī)模的組合邏輯電路設(shè)計(jì)，又能完成復(fù)雜的時(shí)序邏輯功能。通用性比DSP更強(qiáng)，而且具有硬件的高速性。

  FPGA 不能處理多事件，因?yàn)槊總€(gè)事件都有專(zhuān)用的硬件，但是采用這種方式可以使各個(gè)事件同時(shí)執(zhí)行。

  在既強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)靈活、通用性，又需要處理復(fù)雜算法的需求下，往往將 DSP 和 FPGA 聯(lián)合起來(lái)，采用 DSP+FPGA 結(jié)構(gòu)，或者將 DSP 模塊嵌入的 FPGA 芯片中，這也是未來(lái)設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)。