FPGA for DSP的精彩问答

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  问:现在DSP跟微处理器结合的情况比较多,实现DSP功能的FPGA是否也要和微处理器合作?
  答:现在90%以上的FPGA都运用在处理器上,这也正是FPGA这方面的优势。你可以用FleA的逻辑搭建一个软处理器,也可以选用具有内嵌硬处理器的产品。因此,可以很容易在FPGA上实现微处理器的性能。
  
  问:FPGA已经能够实现DSP,为何还要专门开发为DSP应用的FGPA?
  答:首先,所有的FPGA都有乘法器,如果你可以拿这些乘法器做数字信号处理,但是不是最优化的。例如,如果你选择XilinxSpartan的产品,你是针对DSP应用环境下,建议选择Spartan 3A DSP。Spartan 3A DSP在节省功耗上达到50%以上,为什么呢?就是MAC单元(FPGA的DSP上)和乘法累加器(普通DSP上)单元的区别,乘法器可以通过信号处理固化,使效率大大提高,并大大降低功耗。
  另外,如果你选择普通的FPGA系列做DSP处理时,你可以用乘法器搭建,但这需要应用的工程师既是一个FPGA的专家,也是DSP专家,才可以搭建一个信号处理的方案。
  
  问:FPGA for DSP在中国的接受程度如何? 
  答:2005年时,很多客户还难以接受这个概念。但是今天,越来越多的人已经认识并且广泛使用这些芯片,包括IP和工具。一些客户之所以没有采用,有时是因为成本太高,因此FPGA厂家都在力图推出低成本的芯片,同时在性能和功耗方面具有优势。
  
  问:在实际应用中,如何判断是用FPGA还是用DSP?
  答:我们一直说FPGA和DSP的互补,并存,我们并没有去强调我们去取代DSP,因为它本身是串行结构,FPGA是并行结构,很多情况下两者都会用到,怎么把软和硬达到最佳效果?这取决于客户自己的习惯,客户会首先考虑用DSP,为什么这么说呢?因为他过去常用DSP做软件的设计,因此熟悉DSP,以及DSP芯片的工具灵活、易于使用。但是工程师逐渐发现了性能瓶颈,所以客户也在研究更好的架构和处理方法,这样造成最近几年FPGA+DSP的互补结构,这是一种优化的架构,越来越被广泛使用和接受。
  
  问:在哪些领域传统DSP和FPGA有明确的楚河汉界?
  答:首先都认同有这一点:一方面普通的DSP也在不断往上走,往更高的性能去提升,通过进一步去提高其时钟频率的手段;另外一方面由于FPGA具有并行的优势,而且FPGA是高性能的,因此从这个趋势上讲是往下走。一个往下走,一个往上走,这些都是为了能够更好地服务客户,服务市场的需求。客户会最后选择什么呢?有几个领域FPGA的DSP有明显的优势,比如像多通道,高清,实时,一些复杂的运算等并行处理能力要求很高的情况下,这些方面客户都有一个愿望:要去采用并行接口;其次FPGA本身的灵活性,又能给客户带来一些额外的价值,比如原来没有那么多接口,而FPGA可以帮你在单片上实现多接口,标准的变化,都可以通过FPGA的灵活性来得到处理,所以这就是FPGA的优势。
  但是对于客户来讲,如果能够通过普通DSP处理的工作,首先会考虑DSP。而FPGA的价值点更反映在哪些地方?最终的抉择取决于客户和应用。FPGA厂家认为,5GMAC/s以下普通DSP容易实现,5GMAC/s以上就比较困难了,而且需要多片DSP去处理。
  
  问:你们如何评价多棱DSP架构?在基站这块很多厂商都是用多桉的处理器架构。这时他们想取代FPGA的应用,据我们所知,现在有一个趋势他们用几十个,几百个小的DSP做多核就可以达到几百兆。
  答:首先来讲我们一直强调数字信号处理有很多种不同的解决方法,用传统的单核处理器,都可以做数字信号处理,多核也是很好的想法,但是其局限性是里头到底放多少,之间能不能有效协调通讯,这都是技术上的难点。如果现在放一百多个可以,但是你的成本、可靠性是不是已经得到业界的认可和验证,在这种情况下你采用FPGA,这已经用了很多年了,已经被反复使用,既经济又实惠的东西,所以我想让客户来评定可能更好。(注:本访谈来源于4月16日,Xilinx公司Spartan-3ADSP发布媒体见面会,受访人为Xilinx中国区运营总经理吴晓东,提问者包括本刊记者在内的数家在京媒体记者)
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