2016年FPGA芯片应用类别
FPGA芯片和DSP芯片是有区别的 。DSP是一种专用微处理器,适用于条件进程,尤其是复杂的多算法任务 。FPGA包含大量实现组合逻辑的资源,可以完成多种组合逻辑电路设计,还包含相当数量的触发器 。有了这些触发器,FPGA可以完成复杂的时序逻辑功能 。
DSP芯片的通用性相对较弱,而FPGA的通用性较强;
DSP具有软件的灵活性,而FPGA具有硬件的高速性;
DSP连续执行慢速事件,但在处理之前可能会有一些时间延迟,而FPGA无法处理多个事件,因为每个事件都有特殊的硬件 。而用这种特殊硬件实现每个事件的 ,可以让每个事件同时执行 。
DSP是按照指令的顺序流程来编程的,而FPGA是用框图的 来编程的,所以很容易看到数据流 。
FPGA芯片与DSP芯片的比较
为了满足智能构建和通用性的需求,以及处理复杂的算法,往往将DSP和FPGA结合起来,采用DSP+FPGA的结构,或者将DSP模块嵌入到FPGA芯片中,这也是未来设计的一个趋势 。
告别无“核”之痛,国产DSP获得突破 。
“核高基”重大项目从国家层面大力推动国产高端芯片的研发 。2006年,国务院公布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 -2020年)》,“核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品”(简称“核高技术重大专项”)位列16项科技重大专项之首,也被称为“01工程” 。
该专项的实施极大地促进了我国集成电路产业的发展速度 。从2001年到2016年,中国集成电路市场规模从1260亿元增长到约1.2万亿元,占全球市场份额的近60% 。行业销售额增长超过23倍,从188亿元增长到4336亿元 。国产DSP的研究起步较晚,但发展迅速 。中电十四所承担了开发DSP芯片的义务 。
经过10年的打磨,14家公司与龙芯公司、清华大学合作研发国产DSP芯片华锐一号,2012年通过核高科专项组验收 。华锐一号成功应用于14款多型雷达产品,发明了国产多核DSP芯片产品应用的“三绝”:雷达设备数量最多、单台数量最多、总应用数量最多 。目前华锐2号已经研发成功,通过内测,即将投放市场 。下一步,十四院将在华锐三号上采用更先进的制造技术,进一步提高主频和通用性能,在专项性能上采用流处理器方式,在提高专项计算性能的同时降低功耗 。
“华锐一号”代表了国内DSP芯片技术的更高水平 。在处理系统设计方面,采用了DSP和CPU多核架构设计技巧 。实测表明,“华锐一号”在处置能力和能耗方面优势明显,其多义务实时操作系统非常稳定 。芯片整体技术指标达到或超过国际同类产品 。华锐一号弥补了我国在多核DSP范畴的空白,对提高我国高端芯片自主研发能力、推动我国电子装备研究水平、保障国家信息安全具有重大意义和影响 。
华锐芯片
Soul 1由中国电子科技集团第三十八研究所吴曼青团队研制成功,2012年完成测试 。Soul One (BWDSP100)是一款32位静态超标量处理器,属于DSP的二次开发阶段 。该芯片基于55纳米制造工艺实现,具有完全自主知识产权 。
灵魂一号
魂1号达到了国际主流DSP芯片水平,接近美国ADI公司(ADI)的TS 201芯片新能源 。TS201是ADI公司的主流DSP芯片,集成了高速DSP与定点和浮点计算功能 。这种处理器广泛应用于视频、通信市场和国防军事装备,适用于大量数据的实时处理 。
混新1号与TS201的特性比较
Soul 1是一款高性能通用DSP,可广泛应用于各类高性能信号处理领域 。整个设备的典型应用包括雷达、声纳、电子对抗等 。
Soul 2 A刚刚公布了红豆博客,单核性能比目前国际同类芯片高4倍 。2018年4月23日,中国电力科学研究院38所公布了Soul Core 2 A,该芯片采用全自主系统架构,研发历时6年 。相比魂芯1,魂芯2 A的性能提升了6倍 。红豆博客通过变单核为多核,扩展计算组件,升级指令系统,使设备在拥有相对较好的应用环境和调试技能的同时,完成了数千亿次浮点运算 。实现单核1024浮点FFT(快速傅立叶变换)运算仅需1.6微秒,运算效率比德州仪器TMS320C6678高3倍,实际性能1.7倍 。设备数据吞吐率达到每秒240Gb 。
DSP芯片在民用信息市场很棒空
DSP支持通信、计算机和消费电子产品的数字集成 。无线类中,DSP涵盖无线交流设备、基站、手持终端;在 领域,DSP涵盖了从基础设施到宽带家庭设备的所有内容,包括IP网关、IP 和电缆调制解调器 。随着中国数字消费产品需求的大幅增长,以及DSP高速运算和数字信号同步处理能力的提高,DSP的应用范围将逐步从手机类扩展到新的数字消费类,应用范围将跨越3C,分布将日益均衡 。
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