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          電子發燒友網 > 可編程邏輯 > 正文

          淺析FPGA和專用DSP的原理及應用

          ? 2018年09月21日 09:45 ? 次閱讀

            視頻和靜止圖像的普遍采用,以及可配置系統(如軟件無線電)日益增長的需求繼續驅動DSP應用的擴展。很多應用需要經濟有效的DSP處理。

            雖然定制實現DSP功能,但在很多應用中幾種功能,如FIR(有限脈沖響應)濾波器,IIR(無限脈沖響應)濾波器、FFT(快速傅里葉)和混頻器是共同的。所有這些功能都需要與加、減、累加一起的乘法單元組合。

            FIR濾波器(圖1)存儲n數據單元系列,每個數據單元延遲一個附加周期。通常,這些數據單元稱之為分支。每個分支與系數相乘,其結果求和產生輸出。某些方法并行執行所有的乘法。更一般的方法是分為N級,用累加器從一級到下一級傳遞結果。這些實現方法用功能資源換取速度,取N個計算級并需要n/N個乘法器。根據系數是靜態還是動態以及系數值設計,有不少其他通用的設計最佳化方法。

          淺析FPGA和專用DSP的原理及應用

            圖1 典型FIR濾波器的實現

            實現方法

            從圖像壓縮到確定數據取樣的頻譜成分,在不同的應用中都用FFT。實現FFT有多種方法。最通用的方法是通用Cooley-Tukey時間抽取,把FFT分解成若干更小的FFT。最簡單的實現方法是用Radix-2蝶形單元(圖2),其輸入數據必須傳遞倍數。這種計算概念上是簡單的;然而,圖左邊所有的乘和加是用復數計算的,所需要的乘和加的實數是更復雜的問題(如圖右邊所示)。

            圖2 實現FFT的Radix-2蝶形方法

            IIR濾濾器除引入反饋通路外,它類似于FIR濾波器。這些反饋通路使IIR濾波器的設計和分析比FIR更復雜。然而,對于相同硅面積,IIR方法可提供更強的濾波器。盡管有幾種IIR結構,但是,一種通用的結構是用2階四次方結構(圖3)。

            圖3 IIR2階四次方濾波器

            很多應用是用混頻器來變換信號頻率。概念上,可用單個乘法器,而在數字應用中,用復數形式表示不少優點。最一般的形式是信號表示是為I和Q分量。

            DSP選擇

            做為這些通用功能應用,大多數DSP應用的核心是乘、加、減或累加。通用DSP芯片與通用微處理器結合能有效地實現這些功能。乘法器數量通常1“4個,而微處理器通過乘和其他功能定序通過的數據,存儲中間結果在存儲器或累加器。主要靠提高乘法所用的時鐘速度來提高性能。典型時鐘速度為幾十MHz”1GHz。性能用每秒MMAC(百萬乘累加)度量,典型值10“4000。

            需要較佳功能必須并聯組合多個DSP引擎。這種方法的主要優點是直接實現用高級編程語言(如C語言)編寫的算法。

            DSP定向的FPGA能在一個芯片上并行實現很多功能。通用發送、邏輯和存儲器資源互連功能、執行加**能、定序和存儲數據。某些基本器件僅提供乘法支持,需要用戶建造其他邏輯功能。更復雜的器件提供加、減和累加功能做為DSP構建單元的一部分。FPGA通常帶有幾十乘法器單元,可工作在幾百MHz的時鐘頻率。

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          設計背景: FLASH閃存閃存的英文名稱是Flash Memory,一般簡稱為Flash,它屬于內存...

          發表于 2018-09-14 11:49 ? 1434次閱讀
          FPGA學習系列:內存128M的flash芯片設...

          解決加快開發速度并降低定制儀器的成本方法

          人們經常需要開發定制的儀器用于實驗或生產測試。早期的方法是通過 GPIB/IEEE-488 接口來連...

          發表于 2018-09-14 10:56 ? 782次閱讀
          解決加快開發速度并降低定制儀器的成本方法

          Virtex UltraScale FPGA發貨...

          賽靈思公司(Xilinx)今天宣布首批Virtex UltraScale VU095 All Pr...

          發表于 2018-09-13 16:52 ? 64次閱讀
          Virtex UltraScale FPGA發貨...

          FPGA學習系列:37. USB2.0的設計

          發表于 2018-09-13 12:07 ? 255次閱讀
          FPGA學習系列:37. USB2.0的設計

          國家必須堅決支持自主FPGA技術發展

          日前關于京微雅格的風波引起了業內的廣泛關注,無論爭論結果如何,需要明確的一點是國家必須堅決支持自主F...

          發表于 2018-09-12 17:03 ? 182次閱讀
          國家必須堅決支持自主FPGA技術發展

          一種遞歸神經網絡在FPGA平臺上的實現方案詳解

          近十年來,人工智能又到了一個快速發展的階段。深度學習在其發展中起到了中流砥柱的作用,盡管擁有強大的模...

          發表于 2018-09-12 16:53 ? 179次閱讀
          一種遞歸神經網絡在FPGA平臺上的實現方案詳解

          tms320c6000系列dsp的flash啟動...

          C6000片內有8個并行的處理單元,分為相同的兩組。DSP的體系結構采用超長指令字(vliw)結構,...

          發表于 2018-09-12 08:41 ? 662次閱讀
          tms320c6000系列dsp的flash啟動...

          AGM歷經艱險成功逆襲,將成為亞洲出貨量最大的非...

          2015年國內的半導體行業可謂風生水起,國家意志主導的大基金大開大合,紫光為首的國內大佬在國外并購頻...

          發表于 2018-09-11 17:42 ? 82次閱讀
          AGM歷經艱險成功逆襲,將成為亞洲出貨量最大的非...

          Altera宣布啟動其設計解決方案網路,加速客戶...

          Altera宣布啟動其設計解決方案網路(DSN),此一全球輔助支援系統將穩健的設計服務網路、IP、電...

          發表于 2018-09-11 17:36 ? 135次閱讀
          Altera宣布啟動其設計解決方案網路,加速客戶...

          國產FPGA面臨著重重挑戰?國產FPGA該如何突...

          進入今年,在中興事件和中美貿易戰的雙重影響下,國內對集成電路的關注到達了前所未有的高度。而在過去多...

          發表于 2018-09-10 17:43 ? 865次閱讀
          國產FPGA面臨著重重挑戰?國產FPGA該如何突...

          在一片紅海的AI芯片市場中,FPGA憑借獨特的優...

          “AI芯片”這個新鮮的概念在過去一年間逐漸走過了普及的階段,越來越被大眾所熟知。在行業走過野蠻生長...

          發表于 2018-09-10 17:18 ? 446次閱讀
          在一片紅海的AI芯片市場中,FPGA憑借獨特的優...

          FPGA學習系列:36.實時時鐘的設計

          發表于 2018-09-10 17:12 ? 317次閱讀
          FPGA學習系列:36.實時時鐘的設計

          一名技術人員的十條精進原則

          “以終為始”(Begin With The End In Mind),是史蒂芬·柯維在《高效能人士的...

          發表于 2018-09-10 10:05 ? 461次閱讀
          一名技術人員的十條精進原則

          超越了數字信號處理器的運算能力

          所以簡單一句話就是,FPGA處理事情的實時性很高。舉個例子,比如你要同時買一瓶水和一袋餅干,ARM的...

          發表于 2018-09-10 08:17 ? 960次閱讀
          超越了數字信號處理器的運算能力

          實現信號CDMA調制/解調的水聲通信系統

          任何信息需要借助聲、光、電信 號進行傳遞,由于光信號和電信號在海水中的衰減比較嚴重,而聲波是人類迄今...

          發表于 2018-09-09 10:53 ? 83次閱讀
          實現信號CDMA調制/解調的水聲通信系統

          萊迪思半導體任命Steve Douglass為公...

          FPGA行業高管引領萊迪思全球研發團隊推動產品創新 萊迪思半導體公司(NASDAQ:LSCC),客制...

          發表于 2018-09-08 08:47 ? 559次閱讀
          萊迪思半導體任命Steve Douglass為公...

          從技術到品牌,AI如何推動FPGA應用拓展?

          近日,全球最大的FPGA廠商賽靈思宣布收購深鑒科技的消息,引發人工智能芯片行業熱議,這也是首起中國A...

          發表于 2018-09-07 17:03 ? 654次閱讀
          從技術到品牌,AI如何推動FPGA應用拓展?

          tms320c6748 原理圖 淺談tms320...

          數據監視點:指定可以產生事件的數據可變地址,地址序列,或數據值,如中斷處理器或觸發路徑捕獲。

          發表于 2018-09-07 14:39 ? 282次閱讀
          tms320c6748 原理圖 淺談tms320...

          FPGA學習系列:35. 紅外線遙控系統的設計

          發表于 2018-09-07 11:59 ? 359次閱讀
          FPGA學習系列:35. 紅外線遙控系統的設計

          PCIe物理層接口定義了物理層中的,媒介層和物理...

          隨著高速串行技術的發展,各種串行通信技術的物理層逐漸走向了統一,用戶甚至可以基于FPGA中的SerD...

          發表于 2018-09-07 11:42 ? 354次閱讀
          PCIe物理層接口定義了物理層中的,媒介層和物理...

          TMS320C6000 DSP芯片介紹

          數字信號處理是一種將現實世界中的真實信號(專業術語稱之為連續信號)轉換為計算機能夠處理的信息的過程。

          發表于 2018-09-07 10:27 ? 98次閱讀
          TMS320C6000 DSP芯片介紹

          dsp tms320c6000基本作用的認識

          TMS320C6000產品是美國TI公司于1997年推出的dsp芯片,該DSP芯片定點、浮點兼容,其...

          發表于 2018-09-07 10:16 ? 292次閱讀
          dsp tms320c6000基本作用的認識
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