FPGA与DSP在二维FFT性能对比：实时图像处理效率研究

本文主要探讨了FPGA（Field-Programmable Gate Array）和DSP（Digital Signal Processor）在二维快速傅里叶变换（2D Fast Fourier Transform, FFT）应用中的对比研究。2D FFT在实时图像处理中扮演着关键角色，由于其高效性和广泛应用性，许多研究者都在寻找最适合的硬件平台来优化其计算性能。 作者陈路林等人使用VHDL（VeraHDL）语言在FPGA上实现了2D FFT算法，VHDL是一种描述数字系统逻辑功能的高级硬件描述语言，它允许开发者在FPGA上进行灵活的并行处理，从而显著提高数据处理速度。相比之下，他们还用C语言在DSP上实现了同样的算法，DSP专为信号处理设计，具有强大的浮点运算能力和高度并行处理能力，尤其适合实时处理任务。 通过在DE2实验平台上进行实际操作，将输入数据经过FPGA的行变换和列变换后存储到RAM（随机访问存储器），然后输出结果，结果显示FPGA在执行时间、功耗和资源消耗方面具有优势。FPGA由于其硬件定制化特性，能够在特定的应用场景下提供更高效的处理性能，但是开发周期和难度相对较大，这对于需要快速原型验证或迭代的项目可能不是最佳选择。 另一方面，尽管DSP的开发周期和难度较低，但由于其专为信号处理优化的设计，其在实时图像处理中的性能仍然不容小觑。然而，对于大规模数据处理和复杂算法，FPGA可能会显示出更高的性价比。 这篇论文旨在通过对比FPGA和DSP在二维FFT应用中的性能，为实时图像处理系统的设计者提供一个权衡性能、成本和开发周期的参考，以便在实际工程应用中做出合适的选择。无论是选择FPGA的高效性和低能耗，还是选择DSP的易开发性，都需要根据具体项目需求来确定最适合的平台。