數(shù)字信號(hào)處理器DSP與EDA的區(qū)別

目前DSP和EDA兩者都應(yīng)用廣泛，二者之間有什么不同呢?本文帶來(lái)數(shù)字信號(hào)處理器DSP與EDA的區(qū)別介紹。

數(shù)字信號(hào)處理器DSP介紹

DSP芯片，也稱(chēng)數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點(diǎn)：

(1)在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法;

(2)程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù);

(3)片內(nèi)具有快速RAM，通常可通過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn);

(4)具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持;

(5)快速的中斷處理和硬件I/O支持;

(6)具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器;

(7)可以并行執(zhí)行多個(gè)操作;

(8)支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。

當(dāng)然，與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對(duì)較弱些。

數(shù)字信號(hào)處理是研究用數(shù)字方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、變換、濾波、檢測(cè)、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一門(mén)技術(shù)學(xué)科。但很多人認(rèn)為：數(shù)字信號(hào)處理主要是研究有關(guān)數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法。隨著數(shù)字電路與系統(tǒng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)也相應(yīng)地得到發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

自從DSP芯片誕生以來(lái)，DSP芯片得到了飛速的發(fā)展。DSP芯片高速發(fā)展，一方面得益于集成電路的發(fā)展，另一方面也得益于巨大的市場(chǎng)。在短短的十多年時(shí)間，DSP芯片已經(jīng)在信號(hào)處理、通信、雷達(dá)等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。DSP芯片的應(yīng)用主要有：

(1)信號(hào)處理——如，數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換、相關(guān)運(yùn)算、頻譜分析、卷積等。

(2)通信——如，調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回坡抵消、多路復(fù)用、傳真、擴(kuò)頻通信、糾錯(cuò)編碼、波形產(chǎn)生等。

(3)語(yǔ)音——如語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、說(shuō)話(huà)人辨認(rèn)、說(shuō)話(huà)人確認(rèn)、語(yǔ)音郵件、語(yǔ)音儲(chǔ)存等。

(4)圖像/圖形——如二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強(qiáng)、動(dòng)畫(huà)、機(jī)器人視覺(jué)等。

(5)軍事——如保密通信、雷達(dá)處理、聲納處理、導(dǎo)航等。

(6)儀器儀表——如頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。

(7)自動(dòng)控制——如引擎控制、深空、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人控制、磁盤(pán)控制。

(8)醫(yī)療——如助聽(tīng)、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護(hù)等。

EDA 介紹

當(dāng)今電子系統(tǒng)的復(fù)雜性在不斷增加，而電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，傳統(tǒng)的方法難以適應(yīng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，ECAD 在某種程度上減輕了人員的工作壓力，但其智能化、自動(dòng)化水平仍不盡人意。于是EDA 技術(shù)作為一種全新的技術(shù)誕生了。它正改變著數(shù)字系統(tǒng)和方法，過(guò)程和觀念。

EDA(即Electronic Design AutomaTIon) 即電子自動(dòng)化，它是以計(jì)算機(jī)為工具，在EDA 軟件平臺(tái)上，對(duì)用硬件描述語(yǔ)言HDL 完成的文件自動(dòng)地邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片進(jìn)行適配編譯、邏輯影射和下載等。者只需用HDL 語(yǔ)言完成系統(tǒng)功能的描述，借助EDA 工具就可得到結(jié)果，將編譯后的代碼下載到目標(biāo)芯片就可在硬件上實(shí)現(xiàn)。這里的目標(biāo)芯片就是PLD 器件( FPGA/CPLD) 。FPGA/ CPLD 是EDA 技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，這兩者是分不開(kāi)的?？梢哉f(shuō)沒(méi)有PLD 器件，EDA 技術(shù)就成為無(wú)源之水。

EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面都發(fā)揮著巨大的作用。

在教學(xué)方面，幾乎所有理工科(特別是電子信息)類(lèi)的高校都開(kāi)設(shè)了EDA課程。主要是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語(yǔ)言編寫(xiě)規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)并從事簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具(如EWB、PSPICE )和PLD開(kāi)發(fā)工具(如Altera/Xilinx的器件結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)系統(tǒng))，為今后工作打下基礎(chǔ)。

科研方面主要利用電路仿真工具(EWB或PSPICE )進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試;將CPLD/FPGA器件實(shí)際應(yīng)用到儀器設(shè)備中; 從事PCB設(shè)計(jì)和ASIC設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面，包括前期的計(jì)算機(jī)仿真，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級(jí)模擬及測(cè)試環(huán)境的仿真，生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)。如PCB的制作、電子設(shè)備的研制與生產(chǎn)、電路板的焊接ASIC的流片過(guò)程等。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，EDA技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，如上文所說(shuō)，包括在機(jī)械電子、通信航空航天化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有EDA有應(yīng)用。另外，EDA軟件的功能日益強(qiáng)大，原來(lái)功能比較單一的軟件，現(xiàn)在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機(jī)械及建筑設(shè)計(jì)，也擴(kuò)展到建筑裝璜及各類(lèi)效果圖，汽車(chē)和飛機(jī)的模型、電影特技等領(lǐng)域。