DSP面临通用处理器和FPGA的更大竞争

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DSP面临通用处理器和FPGA的更大竞争 [复制链接]

最近几年，信号处理功能在越来越多的应用中变得很重要,从数码相机到发动机控制器无不如此。信号处理需求的迅速增长为DSP供应商带来了滚滚红利。例如，蜂窝电话今年就将消耗数以亿计的DSP内核。但是，随着信号处理技术向新的应用领域扩张，DSP与其它类型芯片的竞争变得越来越激烈，而且DSP不时地会在这些直接对抗中败下阵来。

举例来说，在快速增长的消费电子领域，嵌入式通用处理器给DSP造成竞争压力就越来越大。尽管许多通用处理器不具备专门的信号处理特性，但它们能够胜任中、低程度的信号处理任务。而且嵌入式通用处理器的设计师正在把信号处理特性加进他们的架构之中，使得通用处理器能够处理更加艰巨的信号处理应用。

消费电子用得最普遍的通用架构之一ARM处理器内核系列产品就体现了这种趋势。最近发布的ARM11内核就带有一种“差分绝对值之和”(sum-of-absolute-differences)指令，它是一种主要用于视频压缩算法的专门指令。

随着嵌入式通用处理器的信号处理能力进一步增强，一项信号处理应用是采用DSP还是通用处理器就越来越取决于性能以外的因素。例如，开发工具的适用范围和品质、现成的软件组件等常常是选择处理器的关键因素。目前来看，嵌入式通用处理器往往能为开发者提供强大的工具和现成的软件组件，用于完成用户接口等非信号处理任务。相反，DSP通常为开发诸如音频处理之类的信号处理任务提供强大支持。如果系统设计师最关心的是非信号处理软件，特别是操作系统的选择，那么他通常会想到采用通用处理器。

DSP还面临着FPGA的竞争，并且这种竞争也日趋激烈。在先进通信基础设施应用中，信号处理的工作量正在超出DSP的承受能力，这就为其它新类型器件进入这些应用带来机会。FPGA供应商对这些机会做出了回应：在他们的芯片中加入信号处理特性。

直到最近，不少人还认为FPGA太昂贵而无法与DSP竞争。BDTI最近使用一种新型的通信收器测试基准平台对这种想法进行了检验。研究结果让人大吃一惊：Altera公司Stratix 系列中的一种典型产品就能够处理该测试基准下的几十个接收器信道，而高端DSP产品甚至不能支持其中的一个信道。尽管FPGA比DSP贵很多，但在某些应用领域，FPGA的单位信道成本可低于后者。

不过FPGA也面临一些重大挑战。大多数专长于信号处理应用的工程师理解软件开发方法，但并不懂采用FPGA的硬件开发方法。而FPGA现有的面向信号处理的工具和IP模块还比不上发展较为成熟的DSP所有拥有的工具和软件。这些综合因素形成了FPGA的一个重大缺点：BDTI公司的分析表明，优化FPGA复杂信号处理功能所花费的时间是优化DSP的5倍。尽管存在这种缺点，FPGA的巨大性能优势还是使其成为一些高端信号处理应用的技术选择。

面临竞争产品的前后夹击，DSP的前景似乎不妙。但是，DSP供应商也在不断创新，以便其产品在更广泛的应用中具有吸引力。例如，模拟器件公司计划使其Blackfin数字信号处理器支持Linux，此举将使该系列数字信号处理器远远胜过通用处理器。摩托罗拉公司最近则宣布，将把它的数字信号处理器与可重构硬件结合起来，以便抗衡FPGA的进步。随着信号处理应用的不断扩张，DSP处理器很可能会继续“借鉴”一些竞争技术的特性。5年之后的DSP、通用处理器和FPGA也许会变得很难区分。

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