我看FPGA现在难以取代FPGA+DSP的架构，这段时间的思索总结

zhj1985

FPGA现在越做越大了，有些公司如Xilinx推出的FPGA都内嵌了dsp核，很多人都在讨论说FPGA会取代现在主流的复杂数字信号处理系统的架构：FPGA+DSP了，SOC片上系统的时代真的要来了，我也对这个概念很憧憬，但经过一段时间的调研后，觉得现在还不成熟，理由有三： 1 一些复杂的算法，如视频监控，小目标的提取等，用verilog开发FPGA算法的复杂性远远超过C开发，有很多对于C来说很简单的事，如浮点乘法，但对于FPGA来说很难。 2 素材，基于复杂算法的代码范例的缺乏现在许多成熟的算法都是基于C语言的，你能找到很多教材关于基于C语言的数字图像处理，但你几乎看不到一本书是基于FPGA的数字图像处理，当然有很多基于FPGA的数字信号处理的教材。这也正是现在FPGA主要的功能，作为协处理器处理大量的底层数据。但是要跑一些算法，肯定还是用DSP编写C算法来地容易。 3 现在FPGA是有内嵌的内核，但它的速度比不上DSP芯片的速度。嵌在FPGA芯片里的内核肯定不如单片DSP内核的速度。 4 复用IP内核的概念一直很热。但我觉得IP核涉及的范围很窄，只会有那些特别通用的算法，如FFT等。更重要的是每个人的需求都是不一样的，算法都是不一样的，很难有其他通用IP。而且如果对频率要求很高的话，那么还需要加时序约束，位置约束，但每块板子，每块芯片都是不一样的，这个很有难度。而且IP核是不是实际好用，很成问题。 5 FPGA架构比FPGA+DSP架构的明显优势，除了简化板级设计外，我觉得其他也比较难说。关键是现在FPGA+DSP的架构非常灵活高效，没有被单片FPGA取代的必要。 总之，就我看到现在的论文或工程实例，几乎没看到有单片FPGA处理复杂算法的成功范例，如视频监控(不止是显示图像，还包括目标识别等功能的)。当然，FPGA毕竟是灵活，尤其适合软硬件协同开发。 很想多听听大家对这个问题的看法意见，或谈谈有没有必要或优势把FPGA+DSP替代成单片FPGA。这个问题我一直在想。

andrew_wee

你是使用FPGA的吧，我觉得以上是设计FPGA的人才该想的问题~

zhj1985

对啊，我现在是在用FPGA，正考虑下个要处理复杂算法项目架构的问题，所以在考虑光用一片FPGA开发的难度

fangll

楼主观点有点武断哈。不完全同意
1 一些复杂的算法，如视频监控，小目标的提取等，用Verilog开发FPGA算法的复杂性远远超过C开发，有很多对于C来说很简单的事，如浮点乘法，但对于FPGA来说很难。
楼主的复杂定义应该明确一下。我理解一个算法适合用DSP还是FPGA实现，是由算法的架构(Architecture)决定的。而算法的数学公式到架构还有一个设计的过程。如果目标是DSP实现，当然是要充分结合DSP结构来进行架构设计。如果偏要用一个适合DSP的架构映射到FPGA上，当然是自找烦恼了。另外要指出，从另个角度看DSP芯片的架构实际就是哈佛架构的逻辑处理设备，与其它可以在FPGA上实现的流水线，并行，脉动等架构一样，只是一种逻辑实现方法。


2 素材，基于复杂算法的代码范例的缺乏现在许多成熟的算法都是基于C语言的，你能找到很多教材关于基于C语言的数字图像处理，但你几乎看不到一本书是基于FPGA的数字图像处理，当然有很多基于FPGA的数字信号处理的教材。这也正是现在FPGA主要的功能，作为协处理器处理大量的底层数据。但是要跑一些算法，肯定还是用DSP编写C算法来地容易。
不知道楼主的团队是如何工作的。我知道业内做算法的职业团队，不论目标是DSP和FPGA实现，都会有一组人根据架构设计的结果，做基于架构设计的标准模型(称为Golden模型，有可能用C，也可能用Matlab)，而最终不论DSP还是FPGA的实现结果，都必须与Golden模型比较才能有资格说我实现的水平怎么样。那些教科书里的代码，目的并不是为了高效实现产品，而是演示算法本身效果，不会考虑实现效率和结构优化，因此根本不是在算法实现中可用的Golden模型。而楼主想直接用那种开源的代码跑跑，想快速实现和验证功能，如果做为产品开发，只能说是票友水平了。

3 现在FPGA是有内嵌的内核，但它的速度比不上DSP芯片的速度。嵌在FPGA芯片里的内核肯定不如单片DSP内核的速度。
单个MAC计算可能是不如DSP，但FPGA一般有几百个：)，最新xilinx V6有好几千个，每个MAC能到几百M时钟。

4 复用IP内核的概念一直很热。但我觉得IP核涉及的范围很窄，只会有那些特别通用的算法，如FFT等。更重要的是每个人的需求都是不一样的，算法都是不一样的，很难有其他通用IP。而且如果对频率要求很高的话，那么还需要加时序约束，位置约束，但每块板子，每块芯片都是不一样的，这个很有难度。而且IP核是不是实际好用，很成问题。

其实这又回到根本目的上，楼主的目的是做什么。如果楼主是做产品，而且是要与竞争对手进行全面的成本，上市时间，质量，功能进行比拼时，那用IP是必须的。否则你可以做出来，但市场窗口已经没有了。如果是票友玩玩票，那另当别论了。


5 FPGA架构比FPGA+DSP架构的明显优势，除了简化板级设计外，我觉得其他也比较难说。关键是现在FPGA+DSP的架构非常灵活高效，没有被单片FPGA取代的必要。 总之，就我看到现在的论文或工程实例，几乎没看到有单片FPGA处理复杂算法的成功范例，如视频监控(不止是显示图像，还包括目标识别等功能的)。当然，FPGA毕竟是灵活，尤其适合软硬件协同开发。 很想多听听大家对这个问题的看法意见，或谈谈有没有必要或优势把FPGA+DSP替代成单片FPGA。这个问题我一直在想。

现在很多FPGA都有处理器集成了。


最后总结个人观点和经验：
楼主的想法我觉得与DSP和FPGA开发本身特点有关。要做出一个水平为60分的产品，DSP和FPGA都可以一个人就行。但要做出一个90分的产品，DSP靠一个人还有可行性，FPGA基本上很难了，一定要专业分工。

king05439836

da  niu  a

goent

楼主的看法有一定道理，凡事无绝对，FPGA无法取代FPGA+DSP那是肯定的，DSP有它自己的应用范围和发展方向。

losang

对于有些系统功能，是可以用FPGA里面的软核CPU加上DSP乘法器资源来实现，如果DSP算法灵活性太大，而且又无法固化到FPGA中去的，如何全部用FPGA来实现。

且不要说FPGA取代DSP了，就是要做到FPGA完全取代FPGA+CPU的架构还需要一段时间呢，哈哈。

www.losang.cn

9ooooooooo

关键是看需求了，产品的要求以及现有的条件决定你采用什么方案。

智慧棒

都是牛人啊，呵呵！！！！！！！！

hefeng84928

长知识拉
都是牛人啊