DSP FPGA的前景及應用調研

2021-09-10 10:03:42 字數 2483 閱讀 5270

dsp+fpga處理系統正廣泛應用於複雜的訊號處理領域。在雷達訊號處理、數字影象處理等領域中,訊號處理的實時性至關重要。由於fpga晶元在大資料量的底層演算法處理上的優勢及dsp晶元在複雜演算法處理上的優勢,dsp+fpga的實時訊號處理系統的應用越來越廣泛。

dsp的主要優點是,可程式設計,成本低,現有人才多。

fpga的優點是:高效能,但其也是以高成本為代價的。然後又是硬體設計,周期長,會的人才有限。

dsp/fpga的共同優點是處理訊號的實時性。

軟體無線電,北斗衛星訊號合成。

採用dsp+fpga完成數字中頻訊號的產生,然後與載波模組調製產生射頻訊號。

嵌入式處理器有很多種:mcu,dsp,fpga,soc,fpga+soc,dsp+soc等。就嵌入式視覺而言,最好的硬體平台還是fpga+soc,比如zynq系列的z7000系列,altera 的cyclone v系列(好像用人的比較少)。既可以利用fpga實現一些簡單的預處理,還可以在soc上執行linux,利用很多現有的機器視覺庫,比如opencv, halcon等,嗯!站在巨人的肩膀上。而且有一款非常火的深度學習計算棒movidius可以支援相容linux和x86平台,提供api加速影象識別過程

再來說說dsp架構特點。ti推出了與opencv相容的imglib,而且函式介面也都保持一致,這一點上dsp還是費勁了心思,個人感覺用途不大。因為opencv一直在整合最新的演算法進去,而ti的imglib似乎更新比較慢。而且,ti的達文西處理器在火了一段時間之後終於還是沉默了,開發流程太繁瑣。

fpga呢,其實進適合做一些簡單的預處理,比如伽馬校正等。如果在fpga上搭建軟核實現影象遍歷演算法的話流程比較長,在這一點上還不如fpga加dsp或arm。

dsp優勢:

二、zynq與dsp的比較

嵌入式計算?zynq7000這類器件恐怕要淘汰很多dsp。兩顆arm核加相當充裕的可程式設計邏輯資源,而且白菜價,dsp面臨效能功耗**靈活性全線潰敗的境地。談到開發難度,人家直接帶著linux、hls和mpsoc上場,真不見得比寫並行彙編更難。

dsp是原越來越尷尬了。只是因為慣性現在還有很多應用

本演示介紹了 zynq-7000 soc 及其利用 neon 引擎或硬體加速功能實現軟體加速的能力。敬請檢視 zynq-7000 soc 在面向資料採集和加速數字訊號處理 (dsp) 的單晶元參考設計中的靈活性優勢,其不僅可對軟體進行加速,還能充分利用處理器和可程式設計邏輯之間的低延遲和高效能資料傳送功能。

今年在加利福尼亞的聖塔拉拉舉行的嵌入式視覺峰會上展示了基於aldec的tysom-2-7z100原型板的4攝像頭adas模型,如圖.1所示。tysom的效能很好,主要是因為裡面的核心的運算處理部件是xilinx zynq z-7100的soc。採集到的影象如果是在arm cpu中進行處理的話每秒鐘只能處理3張的影象,然而在fpga中每秒可以處理27.5張的影象,可見在zynq中fpga有著舉足輕重的作用。

arm價效比高,開發靈活,多加乙份錢就多乙份效能,從低端控制到高階顯示,應用面廣泛;

dsp價效比中,功能基本等同於arm,適當提高了計算能力和實時性,主要用於訊號處理和中高階控制等領域;

fpga價效比低,功能潛力無限,適用於特殊演算法、低延時高實時性計算、多介面管理等領域

(二)別忽視dsp的軟實力!dsp相對於arm實時訊號處理方面比較好吧,而x86,arm在實時方面優勢不太好,因為通用cpu指令序列和資料序列處理速度不確定那實時性很難保證,可能需要一些特殊數學技巧那確保實時性。。

(三)fpga軟之殤。

賽思靈等的fpga,效能足,並行處理機制,彷彿威脅到了dsp的地位,但是它有個與生俱來的弊端----hdl和ver語言靈活性比c差很多,高階複雜演算法「有力無心」,即便硬生生的開發出相關演算法,開發成本之高,投入人力物力不可想象,且可以移植性很差。fpga這些公司垂涎dsp的位置已久,可令他們頭疼的正是各個領域演算法研發的不完整,站在dsp的位置去看fpga,它們真的有好遠好遠的路要走,如何解決hdl的不靈活;如何編出形形色色的結合工程領域的數學演算法;如何優化;如何豐富演算法庫;如何解決移植問題;如何將運算和並行機制完美結合;運算效率如何超越dsp;就算加個假設,fpga想出了極佳的解決演算法靈活性的方案,但需要多久去豐富各個領域的演算法庫,豐富之後,效率如何,使用者體驗如何,使用者基數多嗎,投入的這些能賺回來嗎。dsp從誕生開始走到今天並不容易,需要時間的積累,沉澱,需要無數人拿捏市場方向,去賭,去思考,常用的演算法,已經經過無數人的實踐,優化反饋,再優化,再反饋,這些過程fpga不需要走一遍嗎?也難道dsp在這期間就不發展了,坐在那裡等著fpga攆上再一起比較發展?當然不可能,dsp也再不斷的發展。所以,dsp硬體上有一定的優勢,軟實力也是有的

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