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嵌入式芯片領域的三國演義

話說天下大勢,分久必合,合久必分。

嵌入式領域由之前的DSP,ARM,FPGA三足鼎立,逐漸過渡到以片外互聯、片內融合的趨勢,形成你中有我,我中有你的複雜關係。

DSP特點是具有強大的信號處理專用指令,架構經過優化,更適合做計算;缺點是軟件功能較為單一,對外設控製能力較弱。

ARM為高性能RISC處理器,擁有多級流水線結構,適合做各類複雜的控製,軟件係統健壯,開發相對成熟。

FPGA適合做並行處理,可將適合並行的算法進行加速,缺點和DSP一樣,不擅長複雜外設控製,軟件開發需要依賴硬核或軟核CPU。

各自為戰的情況下,這三種嵌入式芯片相互不能取代,因為有各自的適用場合,所以將其中兩者或三者融合成為一種必然趨勢。

TI 在DSP領域推出了麵向多媒體處理的Davince ARM+DSP單芯片解決方案,將DSP作為ARM的一個協處理器,可充分發揮ARM平台開發優勢(可移植性好,支持各類嵌入式操作係統,軟件生態係統龐大而健壯)和DSP高速信號處理的優勢。

另外,Xilinx推出了Zynq-7000 EPP係列芯片,在單芯片內集成了Cortex A9雙核ARM與可編程邏輯(PL),通過AXI總線將二者緊密相連,充分發揮ARM平台優勢和FPGA並行處理優勢。

FPGA和DSP的相互融合雖然沒有相應的芯片級產品,但在很多信號處理板卡都是通過芯片間外部連接實現的這兩者融合,FPGA可做多路信號采集、互聯、旁路,而DSP做處理工作(DSP更適合進行浮點運算),因此可以想象,以後可能會出現將這二者融合的芯片。

融合的好處有:

1.體積減小。芯片級互聯相比板卡級互聯可以省去多個芯片占用的PCB麵積,同時可以降低PCB布線工作量。

2.功耗降低。單芯片功耗往往比多芯片功耗低(取決於製作工藝)。

3.傳輸帶寬增大。板級互聯由於布線長短影響,最高數據傳輸時鍾頻率受限製,而芯片級互聯可大大提高傳輸時鍾頻率,從而提高傳輸帶寬。

4.降低成本

5.便於調試

缺點:

1. 不利於層次化設計。硬核作為處理核心時,傳統的層次化設計不再適用,調試、測試方法也變得複雜。

2. 不同成員之間工作耦合過緊。應用工程師必須和邏輯工程師、算法工程師反複交流。

隨著開發工具的進一步完善,上述缺點可能會逐漸變得無足輕重,不影響三者融合的大趨勢。

最後更新:2017-04-03 16:48:51

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