最新FPGA的DSP性能介绍

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“今天，FPGA越来越多地应用在多种DSP中。我们预计这一趋势在未来几年会更加明显。”美国调查机构Berkeley设计技术公司做了上述预测。以Xilinx和Altera为主的两大FPGA厂商多年前就涉足了DSP应用领域，近一、两年，随着3G通信、视频成像等领域的发展，FPGA for DSP(FPGA的DSP)再次成为了热点。　　为什么会用FPGA做DSP？Xilinx中国区运营总经理吴晓东从DSP的概念上进行了分析：DSP表示数字信号处理器，也可以表示为数字信号处理—并不代表某一种芯片。实际上，数字信号处理有很多种不同的解决方法，可以用普通的数字信号处理器、MCU(微控制器)等实现，同样，FPGA也可以做数字信号处理。当数字信号处理速度不断提高时，FPGA的应用日益凸显。即FPGA for DSP与DSP互为补充。
　　Altera亚太区市场渠道工程师王冬刚先生更进一步，甚至乐观地预测，两者不仅互为补充，FPGA可能会对当前的高端DSP形成竞争。他提出：传统DSP正在面临性能、功耗和面市时间的挑战，特别是以下应用：下一代无线通信系统，高端消费类电子，多通道视频系统。用FPGA实现DSP有两大趋势：其一，作为传统DSP协处理，满足系统设备对DSP超高性能的要求；其二，直接取代传统DSP，满足系统对功耗，成本和面市时间的超额要求。

图1 不断发展的DSP处理需求

　　FPGA做数字处理的特点是什么？对于普通的DSP，数字信号处理主要用一个单元，传统的DSP处理器是一个高性能的数字处理器，里面包括一个高性能的单元可以运行到几个GHz的速度，但是它仅仅是一个单元，当你做比较复杂的运算就可能来回循环几百次才可以做完这个运算(图2下)，因此它的速度反而并不很快。

图2 为何FPGA用于DSP

　　FPGA是一个天生的并行处理结构，FPGA里包含了有几百个单元，例如Xilinx Virtex-5 SXT是550MHz，但可以在一个单元之内迅速把这个复杂的运算一次完成(图2上)，所以FPGA的性能实际上是远远高于传统的DSP(图3)。

图3  DSP性能差距

<p>　　根据令人信服的独立第三方benchmark表明： Altera的器件具有10x/美元的DSP性能。应用FPGA协处理器的系统架[table]            [tr]            [td]            <div id="AdvertisemantBar1">