以文本方式查看主题 -  曙海教育集团论坛  (http://sun4.cn/bbs/index.asp) --  ARM技术讨论专区  (http://sun4.cn/bbs/list.asp?boardid=14) ----  ARM、DSP、FPGA的技术特点和区别  (http://sun4.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=14&id=1441)

--  作者：wangxinxin --  发布时间：2010-11-18 8:56:19 --  ARM、DSP、FPGA的技术特点和区别 嵌入式开发领域，ARM是一款非常受欢迎的微处理器，其市场覆盖率极高，DSP和FPGA则是作为嵌入式 开发的协处理器，协助微处理器更好的实现产品功能。那三者的技术特点以及区别是什么呢？下文就此 问题略做了总结。 　 ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能 低的RISC处理器、相关技术及软件。 　 ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器，基本是32位单片机的行业标准，它提供一系 列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案，四个功 能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置 生产。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行。目前ARM在手持 设备市场 占有90以上的份额，可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间，也降低了研发费用。 DSP（digital singnal processor）是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来 处理大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存 器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以连接若干存储器， 并可以与一定数量的外部设备互相 通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。DSP采用的是哈佛设计，即数据总线和地址总 线分开，使程序和数据 分别存储在两个分开的空间，允许取指令和执行指令完全重叠。也就是说在执行 上一条指令的同时就可取出下一条指令，并进行译码，这大大的提高了微处理器的速 度 。另外还允许 在程序空间和数据空间之间进行传输，因为增加了器件的灵活性。其工作原理是接收模拟信号，转换为0 或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删 除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数 据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远 远超 过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度 ，是最值得称道的两大特色。由于它运算能力很强，速度很快，体 积很小，而且采用软件编程具有高度 的灵活性，因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具 有如下主要特点： （1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法； （2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； （3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问； （4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； （5）快速的中断处理和硬件I/O支持； （6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； （7）可以并行执行多个操作； （8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 当然，与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。 　 　FPGA是英文Field Programmable Gate Array（现场可编程门阵列）的缩写，它是在PAL、GAL、PLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的 一种。FPGA采用了 逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。用 户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑。它还具有静态可 重复编程和动态 在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。作为专用集成电路（ASIC）领域 中的一种半定制电路，FPGA既解决了 定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 可以毫不夸张的讲，FPGA能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电 路，都可以用 FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语 言自由的设计一个数字系统。通过软件 仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后，还可 以利用FPGA的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用FPGA来开发数字电 路，可以大大 缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态 的，因此工作时需要对片内的RAM 进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加 电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工 作状态。掉电后，FPGA恢 复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用 通用的 EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA， 不同的编程数据，可以产生不同的电路功 能。因此，FPGA的使用非常灵活。可以说，FPGA芯片是小批量 系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前FPGA的品种很多，有XILINX的 XC系列、TI公司的 TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。 　　ARM作为嵌入式开发最常用的处理器，是嵌入式工程师必须掌握的一门知识。ARM体系架构在嵌入式 学院<嵌入式工程师职业培训班>的二期课程中将会结合嵌入式linux应用开发、嵌入式linux系统移植进 行详细介绍，另外华清远见的短期培训业务中也分别有针对ARM、DSP、FPGA的培训课程。 　区别是什么？：ARM具有比较强的事务管理功能，可以用来跑界面以及应用程序等，其优势主要体现在 控制方面，而DSP主要是用来计算的，比如进行加密解 密、调制解调等，优势是强大的数据处理能力和 较高的运行速度。FPGA可以用VHDL或verilogHDL来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、 再编程 和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，其 现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这 种能力可以用来进行系统升级或除错。