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DSP (digital singnalprocessor) es un microprocesador único con su propio sistema de instrucción completo. Es un dispositivo que procesa una gran cantidad de información con señales digitales. Un procesador de señales digitales incluye una unidad de control, una unidad aritmética, varios registros y un cierto número de unidades de almacenamiento en un pequeño chip. Se pueden conectar varias memorias a su periferia y puede interactuar con un cierto número de dispositivos externos. La comunicación, con funciones integrales de software y hardware, es en sí misma una microcomputadora. El DSP adopta el diseño de Harvard, es decir, el bus de datos y el bus de direcciones están separados, de modo que el programa y los datos se almacenan en dos espacios separados, lo que permite que las instrucciones de búsqueda y ejecución se superpongan por completo. Es decir, la siguiente instrucción se puede recuperar y decodificar mientras se ejecuta la instrucción anterior, lo que mejora enormemente la velocidad del microprocesador. También permite la transmisión entre el espacio del programa y el espacio de datos debido a la mayor flexibilidad del dispositivo. Su principio de funcionamiento es recibir la señal analógica, convertirla en una señal digital de 0 o 1, luego modificar, eliminar y fortalecer la señal digital e interpretar los datos digitales de nuevo a datos analógicos o al formato del entorno real en otros chips del sistema. No solo tiene capacidad de programación, sino que su velocidad de ejecución en tiempo real puede alcanzar decenas de millones de programas de instrucción complejos por segundo, superando con creces a los microprocesadores de uso general, y es un chip de computadora cada vez más importante en el mundo de la electrónica digital. Sus potentes capacidades de procesamiento de datos y su alta velocidad de funcionamiento son las dos características más encomiables. Debido a su gran potencia informática, alta velocidad, tamaño pequeño y un alto grado de flexibilidad en la programación de software, proporciona una forma eficaz de participar en diversas aplicaciones complejas. De acuerdo con los requisitos del procesamiento de señales digitales, los chips DSP generalmente tienen las siguientes características principales:
(1) Se puede completar una multiplicación y una suma en un ciclo de instrucción;
(2) El programa y el espacio de datos están separados y se puede acceder a las instrucciones y los datos al mismo tiempo;
(3) Hay una RAM rápida en el chip, a la que generalmente se puede acceder en dos bloques al mismo tiempo a través de un bus de datos independiente;
(4) Soporte de hardware con poca sobrecarga o sin bucle y salto;
(5) Procesamiento de interrupciones rápidas y soporte de E / S de hardware;
(6) Múltiples generadores de direcciones de hardware que operan en un solo ciclo;
(7) Se pueden ejecutar múltiples operaciones en paralelo;
(8) Apoyar la operación de la canalización, de modo que las operaciones como la obtención, decodificación y ejecución se puedan realizar superpuestas.
Por supuesto, en comparación con los dolorosos microprocesadores, otras funciones generales de los chips DSP son relativamente débiles.
ARM (RISCMachines / microprocesador avanzado) es una empresa reconocida en la industria de microprocesadores. Ha diseñado una gran cantidad de procesadores RISC de alto rendimiento, económicos y de bajo consumo de energía, tecnologías y software relacionados. La arquitectura ARM es el primer microprocesador RISC diseñado para el mercado de bajo presupuesto. Básicamente es un estándar de la industria para microcontroladores de 32 bits. Proporciona una serie de soluciones de núcleo, expansión de sistema, microprocesador y chip del sistema, y hay cuatro módulos funcionales disponibles para producción. Los fabricantes configuran la producción de acuerdo con los requisitos de diferentes usuarios. Dado que todos los productos adoptan un sistema de software común, el mismo software se puede ejecutar en todos los productos. En la actualidad, ARM ocupa más de 90 acciones del mercado de dispositivos portátiles, lo que puede acortar de manera efectiva el tiempo de desarrollo y prueba de aplicaciones, y también reducir los costos de investigación y desarrollo.
FPGA es la abreviatura de rayo de puerta programable. Es un producto de un mayor desarrollo sobre la base de PAL, GAL, PLD y otros dispositivos programables. Es uno de los circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC) más integrados. Amable. FPGA adopta un nuevo concepto de LCA (Logic Cell Array), que incluye tres partes: Bloque lógico configurable (CLB), IOB (bloque de entrada y salida) e interconexión. El usuario puede reconfigurar el módulo lógico y el módulo de E / S dentro de la FPGA para darse cuenta de la lógica del usuario. También tiene las características de programación repetible estática y reconfiguración dinámica en el sistema, por lo que las funciones del hardware pueden ser modificadas a través de programación como software. Como circuito semi-personalizado en el campo de los circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC), FPGA no solo resuelve las deficiencias de los circuitos personalizados, sino que también supera las deficiencias del número limitado de circuitos de puerta de los dispositivos programables originales. No es exagerado decir que FPGA puede completar las funciones de cualquier dispositivo digital, desde CPU de alto rendimiento hasta simples 74 circuitos, todos pueden implementarse con FPGA. FPGA es como un trozo de papel blanco o una pila de madera. Los ingenieros pueden diseñar libremente un sistema digital mediante el método de entrada esquemático tradicional o el lenguaje de descripción de hardware. A través de la simulación de software, podemos verificar la corrección del diseño de antemano. Una vez completada la PCB, también puede utilizar las capacidades de modificación en línea de la FPGA para modificar el diseño en cualquier momento sin cambiar el circuito de hardware. El uso de FPGA para desarrollar circuitos digitales puede acortar en gran medida el tiempo de diseño, reducir el área de PCB y mejorar la confiabilidad del sistema. FPGA se configura su estado de funcionamiento mediante el procedimiento almacenado en la RAM en el chip, por lo que es necesario programar la RAM en el chip cuando se trabaja. Los usuarios pueden adoptar diferentes métodos de programación de acuerdo con diferentes modos de configuración. Cuando se enciende, el chip FPGA lee los datos en EPROM en la RAM de programación en el chip. Una vez completada la configuración, la FPGA entra en estado de funcionamiento. Después de un corte de energía, la FPGA se restaura a un espacio en blanco y la relación lógica interna desaparece. Por lo tanto, la FPGA se puede utilizar repetidamente. La programación de FPGA no requiere un programador FPGA dedicado, solo programadores generales de EPROM y PROM. Cuando necesite modificar la función FPGA, solo necesita cambiar una parte de EPROM. De esta manera, la misma pieza de FPGA, diferentes datos de programación, pueden producir diferentes funciones de circuito. Por tanto, el uso de FPGA es muy flexible. Se puede decir que los chips FPGA son una de las mejores opciones para que los sistemas de lotes pequeños mejoren la integración y la confiabilidad del sistema. En la actualidad, existen muchas variedades de FPGA, incluida la serie XC de XILINX, la serie TPC de TI y la serie FIEX de ALTERA.
¿Cuál es la diferencia entre ellos? DSP se utiliza principalmente para cálculos, como cifrado y descifrado, modulación y demodulación, etc. Sus ventajas son poderosas capacidades de procesamiento de datos y mayor velocidad de operación. ARM tiene una función de gestión de transacciones relativamente sólida, que se puede utilizar para ejecutar interfaces y aplicaciones. Sus ventajas se reflejan principalmente en el control, mientras que FPGA se puede programar con VHDL o verilogHDL, que tiene una gran flexibilidad. Se puede programar, depurar y reprogramar. Programación y operaciones repetidas, para que pueda realizar plenamente el desarrollo y la verificación del diseño. Cuando el circuito tiene una pequeña cantidad de cambios, puede mostrar las ventajas de FPGA. Su capacidad de programación in situ puede extender la vida útil del producto en el mercado, y esta capacidad se puede utilizar para actualizaciones o depuración del sistema.
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