Lattice ECP FPGA与ARM结合：低成本高效数据处理平台

本文探讨了一种创新的低成本高性能数据采集和处理系统的设计策略，通过结合Lattice公司的带有DSP硬核的FPGA与通用ARM CPU。这种架构的优势在于它的高效性和经济性，相较于传统专用DSP芯片，不仅性能优越，成本却显著降低，能够实现大约2GMbps的MMAS速率。 Lattice ECP系列FPGA是莱迪思公司针对市场推出的一款性价比高的产品，它集成了专用的高性能DSP模块，如Lattice ECP-DSP，专为需要低成本DSP功能的应用系统设计，例如医疗设备、无线通信和视频图像处理等领域。这些器件的优势在于其经过优化的结构，能够适应高容量、低成本的需求，提供TQFP和PQFP封装选项。 ECP-DSP的特点包括： 1. 高性能算术运算单元：支持高精度的乘法、加法、减法和累加操作，最大宽度可达36x36，确保数据处理能力的强大。 2. Lattice专利技术PFU：这一独特设计使得系统在资源利用率和布线效率上超越竞争者，通过分布式RAM的实现，提高执行速度和整体性能。 3. 灵活的sysIO缓冲器和sysCLOCK接口：支持多种标准时钟和I/O接口，如LVCMOS、LVTTL、PCI、LVDS、SSTL和HSTL，为不同应用环境提供了兼容性。 4. 专用sysDDR电路：简化了系统中的DDR集成，降低了复杂度，提高了系统稳定性。 5. 低成本封装：TQFP和PQFP封装方式使得整个系统的成本进一步降低，对于移动和便携式设备如手持检测设备来说，具有明显的竞争优势。 与基于软件运行的DSP相比，这种硬件结构的FPGA解决方案具有更低的功耗，更高的抗干扰能力，从而避免了程序跑飞或死机的问题。这对于能源效率和设备稳定性极其关键，特别是在电池供电的手持设备中。 该设计方案以Lattice ECP系列FPGA和通用ARM CPU为核心，提供了一种在成本和性能之间取得平衡的理想选择，特别适合那些对数据采集和处理有高要求，但预算有限的应用场景。