ARM、DSP、FPGA的技术特点和区别

arm(advancedriscmachines)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(digitalsingnalprocessor)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fieldprogrammablegatearray(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(logiccellarray)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块clb(configurablelogicblock)、输出输入模块iob(inputoutputblock)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。

  区别是什么涅?: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

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计