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ARM、DSP、FPGA的技能特色和差异有哪些

ARM、DSP、FPGA与什么区别?各自有什么特点?这是一个很基础的问题,本文对ARM、DSP、FPGA的各自特点和技术进行了分析。ARM(AdvancedRIS

ARMDSPFPGA与什么差异?各自有什么特征?这是一个很根底的问题,本文对ARM、DSP、FPGA的各自特征和技能进行了剖析。
ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器职业的一家知名企业,规划了很多高功用、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技能及软 件。ARM架构是面向低预算商场规划的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的职业标准,它供给一系列内核、体系扩展、微处理器和体系芯片计划,四 个功用模块可供出产厂商依据不同用户的要求来装备出产。因为一切产品均选用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在一切产品中运转。现在ARM在手持设备 商场占有90以上的比例,能够有效地缩短运用程序开发与测验的时刻,也降低了研制费用。
DSP(digital singnal processor)是一种共同的微处理器,有自己的完好指令体系,是以数字信号来处理很多信息的器材。一个数 字信号处理器在一块不大的芯片内包含有操控单元、运算单元、各种寄存器以及必定数量的存储单元等等,在其外围还能够衔接若干存储器,并能够与必定数量的外 部设备相互通讯,有软、硬件的全面功用,自身便是一个微型核算机。DSP选用的是哈佛规划,即数据总线和地址总线分隔,使程序和数据别离存储在两个分隔的 空间,答应取指令和履行指令彻底堆叠。也便是说在履行上一条指令的一起就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的进步了微处理器的速度 。别的还答应在程 序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器材的灵敏性。其作业原理是接纳模仿信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修正、删去、强化,并在其 他体系芯片中把数字数据解译回模仿数据或实践环境格局。它不只具有可编程性,并且其实时运转速度可达每秒数以千万条杂乱指令程序,远远超越通用微处理器, 是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强壮数据处理才能和高运转速度,是最值得称道的两大特征。因为它运算才能很强,速度很快,体积很小,并且选用 软件编程具有高度的灵敏性,因而为从事各种杂乱的运用供给了一条有效途径。
依据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下首要特征:
(1)在一个指令周期内可完结一次乘法和一次加法;
(2)程序和数据空间分隔,能够一起拜访指令和数据;
(3)片内具有快速RAM,一般可经过独立的数据总线在两块中一起拜访;
(4)具有低开支或无开支循环及跳转的硬件支撑;
(5)快速的中止处理和硬件I/O支撑;
(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址发生器;
(7)能够并行履行多个操作;
(8)支撑流水线操作,使取指、译码和履行等操作能够堆叠履行。
当然,与通用微处理器比较,DSP芯片的其他通用功用相对较弱些。
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等可编程器材的基 础进步一步开展的产品,是专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种。FPGA选用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个 新概念,内部包含可装备逻辑模块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模块重新装备,以实 现用户的逻辑。它还具有静态可重复编程和动态在体系重构的特性,使得硬件的功用能够像软件相同经过编程来修正。作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种 半定制电路,FPGA既处理了定制电路的缺乏,又克服了原有可编程器材门电路数有限的缺陷。能够毫不夸大的讲,FPGA能完结任何数字器材的功用,上至高 功用CPU,下至简略的74电路,都能够用FPGA来完结。
FPGA好像一张白纸或是一堆积木,工程师能够经过传统的原理图输入法,或是硬件描绘言语自在 的规划一个数字体系。经过软件仿真,咱们能够事前验证规划的正确性。在PCB完结今后,还能够运用FPGA的在线修正才能,随时修正规划而不用改动硬件电 路。运用FPGA来开发数字电路,能够大大缩短规划时刻,削减PCB面积,进步体系的可靠性。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其作业状况的, 因而作业时需求对片内的RAM进行编程。用户能够依据不同的装备形式,选用不同的编程方法。加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM 中,装备完结后,FPGA进入作业状况。掉电后,FPGA康复成白片,内部逻辑关系消失,因而,FPGA能够重复运用。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。当需求修正FPGA功用时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可 以发生不同的电路功用。因而,FPGA的运用十分灵敏。能够说,FPGA芯片是小批量体系进步体系集成度、可靠性的最佳挑选之一。现在FPGA的种类很 多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
差异是什么呢?ARM具有比较强的事务管理功用,能够用来跑界面以及运用程序等,其优势首要体现在操控方面,而DSP首要是用来核算的,比方进行加密解 密、调制解调等,优势是强壮的数据处理才能和较高的运转速度。FPGA能够用VHDL或verilogHDL来编程,灵敏性强,因为能够进行编程、除错、 再编程和重复操作,因而能够充分地进行规划开发和验证。当电路有少数改动时,更能显示出FPGA的优势,其现场编程才能能够延伸产品在商场上的寿数,而这种才能能够用来进行体系升级或除错。

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