"实时信号处理系统：DSP与FPGA的结构及优越性分析"

本文介绍了DSP与FPGA实时信号处理系统的类型、处理机结构和优越性。实时信号处理系统需要具备处理大数据量的能力，对体积、功耗、稳定性等也有严格的要求。该系统中常用的处理算法包括求和、求差运算、二维梯度运算、图像分割和区域特征提取等不同层次、不同种类的处理。有些处理本身结构简单但数据量大，要求计算速度高；有些处理对速度要求不高，但计算方式和控制结构复杂，难以用纯硬件实现。因此，实时信号处理系统是一种综合性信息处理系统，对运算速度要求高、运算种类多。 根据信号处理系统在构成、处理能力以及计算问题到硬件结构映射方法的不同，现代信号处理系统可分为三大类。第一类是指令集结构（ISA）系统，由各种微处理器、DSP处理器或专用芯片构成。这类系统通过指令集和控制结构来实现各种算法，适用于运算种类有限且结构简单的情况。 第二类是处理机结构（HSA）系统，采用硬件数据流处理技术。这类系统通常采用FPGA和专用硬件，通过数据流进行并行处理，能够满足对运算速度要求高、运算种类多的情况。FPGA可根据应用需求进行编程和重构，提供了更大的灵活性和可扩展性。 第三类是混合结构（HYA）系统，将ISA系统和HSA系统结合起来。这种系统既具备了ISA系统的灵活性，又满足了HSA系统对处理速度和并行性的要求。常见的混合结构系统包括DSP+FPGA结构，即使用DSP处理器进行复杂控制和运算，而使用FPGA实现高速并行处理。 DSP与FPGA实时信号处理系统结合了DSP和FPGA的优点，提供了更高的灵活性和处理能力。其核心结构是一种实时信号处理的线性流水阵列，能够对信号进行高速并行处理。具体实现中，将不同算法分解为多个流水线，通过流水线之间的并行计算进行高效处理。这种结构既满足了对速度要求高的算法，又能够应对计算方式和控制结构复杂的处理。 通过实例分析，该结构在处理大数据量和复杂算法时具有优越性。相比于传统的ISA系统和HSA系统，DSP+FPGA实时信号处理系统能够提供更高的处理能力和并行性，同时具备灵活性和可重构性。该系统能够满足实时信号处理的要求，且在体积、功耗、稳定性等方面也能达到较好的性能。 总之，DSP与FPGA实时信号处理系统通过组合DSP和FPGA的优势，提供了更高的处理能力和并行性。通过一种实时信号处理的线性流水阵列结构，能够对信号进行高速并行处理，满足实时信号处理系统对运算速度和运算种类的要求。该系统在处理大数据量和复杂算法时表现出优越性，具备灵活性、可重构性和良好的性能。