CPLD、FPGA、DSP的联系与区别|南宫NG28官网

本文摘要：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、耗电较低的RISC处理器、涉及技术及软件。

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、耗电较低的RISC处理器、涉及技术及软件。ARM也是单片机。

ARM架构是面向较低支出市场设计的第一款RISC微处理器，基本是32位单片机的行业标准，它获取一系列内核、体系拓展、微处理器和系统芯片方案，四个功能模块可可供生产厂商根据有所不同用户的拒绝来配备生产。由于所有产品皆使用一个标准化的软件体系，所以完全相同的软件可在所有产品中运营。目前ARM在手执设备市场占据90以上的份额，可以有效地延长应用于程序开发与测试的时间，也减少了研发费用。

DSP（digitalsingnalprocessor）是一种独有的微处理器，有自己的原始指令系统，是以数字信号来处置大量信息的器件。一个数字信号处理器在一块并不大的芯片内还包括有掌控单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以相连若干存储器，并可以与一定数量的外部设备相互通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。DSP使用的是哈佛设计，即数据总线和地址总线分离，使程序和数据分别存储在两个分离的空间，容许取指令和继续执行指令几乎重合。

也就是说在继续执行上一条指令的同时就可放入下一条指令，并展开译码，这大大的提升了微处理器的速度。另外还容许在程序空间和数据空间之间展开传输，因为减少了器件的灵活性。

其工作原理是接管模拟信号，切换为0或1的数字信号，再对数字信号展开改动、移除、增强，并在其他系统芯片中把数字数据除错返仿真数据或实际环境格式。它不仅具备可编程性，而且只不过时运营速度可约每秒数以千万条简单指令程序，相比之下多达标准化微处理器，是数字化电子世界中日益最重要的电脑芯片。它的强劲数据处理能力和低运营速度，是最有一点推崇的两大特色。由于它运算能力很强，速度迅速，体积较小，而且使用软件编程具备高度的灵活性，因此为专门从事各种简单的应用于获取了一条有效途径。

根据数字信号处理的拒绝，DSP芯片一般具备如下主要特点：（1）在一个指令周期内可已完成一次乘法和一次乘法；（2）程序和数据空间分离，可以同时采访指令和数据；（3）片内具备较慢RAM，一般来说可通过独立国家的数据总线在两块中同时采访；（4）具备较低支出或无支出循环及函数调用的硬件反对；（5）较慢的中断处置和硬件I／O反对；（6）具备在单周期内操作者的多个硬件地址产生器；（7）可以并行执行多个操作者；（8）反对流水线操作者，使取指、译码和继续执行等操作者可以重合继续执行。当然，与标准化微处理器比起，DSP芯片的其他标准化功能比较较强些。FPGA（FieldProgrammableGateArray）（现场可编程门阵列）的简写，它是在PAL、GAL、PLD等可编程器件的基础上更进一步发展的产物，是专用集成电路（ASIC）中集成度最低的一种。

FPGA使用了逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个新概念，内部还包括可配备逻辑模块CLB（ConfigurableLogicBlock）、输入输出模块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，以构建用户的逻辑。它还具备静态可反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改动。

作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半自定义电路，FPGA既解决问题了自定义电路的严重不足，又解决了原先可编程器件门电路数受限的缺点。可以从不滑稽的讲，FPGA能已完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU，下至非常简单的74电路，都可以用FPGA来构建。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，或是硬件描述语言权利的设计一个数字系统。通过软件建模，我们可以事前检验设计的正确性。

在PCB已完成以后，还可以利用FPGA的在线改动能力，随时改动设计而不用改动硬件电路。用于FPGA来研发数字电路，可以大大缩短设计时间，增加PCB面积，提升系统的可靠性。

FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此工作时必须对片内的RAM展开编程。用户可以根据有所不同的配备模式，使用有所不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读取片内编程RAM中，配备已完成后，FPGA转入工作状态。

掉电后，FPGA完全恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA需要重复用于。FPGA的编程须专用的FPGA编程器，只须用标准化的EPROM、PROM编程器才可。当必须改动FPGA功能时，只需换一片EPROM才可。这样，同一片FPGA，有所不同的编程数据，可以产生有所不同的电路功能。

因此，FPGA的用于非常灵活。可以说道，FPGA芯片是小批量系统提升系统集成度、可靠性的最佳自由选择之一。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。

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