DSP

嵌入式芯片领域的三国演义

2019-07-13 18:57发布

话说天下大势,分久必合,合久必分。 嵌入式领域由之前的DSP,ARM,FPGA三足鼎立,逐渐过渡到以片外互联、片内融合的趋势,形成你中有我,我中有你的复杂关系。 DSP特点是具有强大的信号处理专用指令,架构经过优化,更适合做计算;缺点是软件功能较为单一,对外设控制能力较弱。 ARM为高性能RISC处理器,拥有多级流水线结构,适合做各类复杂的控制,软件系统健壮,开发相对成熟。 FPGA适合做并行处理,可将适合并行的算法进行加速,缺点和DSP一样,不擅长复杂外设控制,软件开发需要依赖硬核或软核CPU。 各自为战的情况下,这三种嵌入式芯片相互不能取代,因为有各自的适用场合,所以将其中两者或三者融合成为一种必然趋势。 TI 在DSP领域推出了面向多媒体处理的Davince ARM+DSP单芯片解决方案,将DSP作为ARM的一个协处理器,可充分发挥ARM平台开发优势(可移植性好,支持各类嵌入式操作系统,软件生态系统庞大而健壮)和DSP高速信号处理的优势。 另外,Xilinx推出了Zynq-7000 EPP系列芯片,在单芯片内集成了Cortex A9双核ARM与可编程逻辑(PL),通过AXI总线将二者紧密相连,充分发挥ARM平台优势和FPGA并行处理优势。 FPGA和DSP的相互融合虽然没有相应的芯片级产品,但在很多信号处理板卡都是通过芯片间外部连接实现的这两者融合,FPGA可做多路信号采集、互联、旁路,而DSP做处理工作(DSP更适合进行浮点运算),因此可以想象,以后可能会出现将这二者融合的芯片。 融合的好处有: 1.体积减小。芯片级互联相比板卡级互联可以省去多个芯片占用的PCB面积,同时可以降低PCB布线工作量。 2.功耗降低。单芯片功耗往往比多芯片功耗低(取决于制作工艺)。 3.传输带宽增大。板级互联由于布线长短影响,最高数据传输时钟频率受限制,而芯片级互联可大大提高传输时钟频率,从而提高传输带宽。 4.降低成本 5.便于调试 缺点: 1. 不利于层次化设计。硬核作为处理核心时,传统的层次化设计不再适用,调试、测试方法也变得复杂。 2. 不同成员之间工作耦合过紧。应用工程师必须和逻辑工程师、算法工程师反复交流。 随着开发工具的进一步完善,上述缺点可能会逐渐变得无足轻重,不影响三者融合的大趋势。