關(guān)于FPGA,單片機(jī),DSP,ASIC他們的事兒 你知道嗎？

ASIC原本就是專(zhuān)門(mén)為某一項(xiàng)功能開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用集成芯片，比如你看攝像頭里面的芯片，小小的一片，集成度很低，成本很低，可是夠用了。一個(gè)山寨攝像頭賣(mài)才賣(mài) 30塊，買(mǎi)一片ARM多少錢(qián)？后來(lái)ASIC發(fā)展了一些，稱(chēng)為半定制專(zhuān)用集成電路，相對(duì)來(lái)說(shuō)更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是個(gè)大概 念，F(xiàn)PGA屬于ASIC之下的一部分。

FPGA基本就是高端的CPLD，兩者非常接近。我現(xiàn)在用的是ALTERA  DE2開(kāi)發(fā)板的CYCLONE系列FPGA。這種器件是用邏輯門(mén)來(lái)表述性能的。本身他就是一堆的邏輯門(mén)，通過(guò)硬件描述語(yǔ)言，比如verilogHDL把它 轉(zhuǎn)成電路連接，從最基本的邏輯門(mén)層面上連接成電路（參見(jiàn)數(shù)字電路書(shū)上那些全加器觸發(fā)器什么的）。

應(yīng)該說(shuō)，雖然看起來(lái)像一塊CPU，其實(shí)是完全硬件實(shí)現(xiàn)的。后來(lái)因?yàn)閷?xiě)代碼麻煩，對(duì)控制部分比較薄弱，本來(lái)跟其他CPU配合使用，即麻煩的算法CPU提交給 FPGA，F(xiàn)PGA算完把結(jié)果再返回給CPU?？墒沁@樣外圍電路就變得麻煩。于是提出了SOC設(shè)計(jì)方法，就是直接在FPGA里寫(xiě)一個(gè)CPU出來(lái)，既然 FPGA萬(wàn)能，做個(gè)CPU自然毫無(wú)壓力。

這其中還有軟核和硬核的區(qū)別，不過(guò)除了性能，使用方法大同小異。所謂IP核，就是把各種專(zhuān)用集成電路用硬件描述語(yǔ)言描述，然后燒到FPGA里形成專(zhuān)門(mén)的電路，這樣就不必另外搭芯片了，所有的電路在一片F(xiàn)PGA里面形成。

DSP實(shí)際應(yīng)該稱(chēng)為DSPs，即用于DSP處理的專(zhuān)用芯片。跟普通計(jì)算機(jī)的區(qū)別一方面是他是哈佛結(jié)構(gòu)的，也就是數(shù)據(jù)和程序空間分開(kāi)。（普通計(jì)算機(jī)是馮 諾依曼結(jié)構(gòu)）另一方面他有流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)，不過(guò)現(xiàn)在其他也有了，見(jiàn)賢思齊。再一方面他有專(zhuān)用的硬件算法電路，用以完成DSP運(yùn)算，比如最基本的乘法累加。上過(guò) DSP的就知道，蝶形算法FFT什么的，拆成最基本單元就是乘法累加，把這部分加速了，整體性能就有非常大的提高。

DSP對(duì)于流媒體的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于通用CPU。所以你看現(xiàn)在手機(jī)CPU，至少語(yǔ)音部分都是用DSP的。后來(lái)DSP概念也復(fù)雜化，各家都把一個(gè)控制核心 整合到DSP里面，比如現(xiàn)在的智能手機(jī)芯片?？梢钥匆幌赂咄ɑ蛘逿I的片，基本是一個(gè)ARM核控制整體運(yùn)算，一個(gè)DSP處理語(yǔ)音編解碼，一個(gè)GPU負(fù)責(zé)圖 像運(yùn)算，一個(gè)基帶和天線(xiàn)處理模塊負(fù)責(zé)通信，再加一些七七八八的東東比如GPS模塊什么的。

單片機(jī)就是一個(gè)百搭的通用CPU，提供各種接口來(lái)對(duì)整體進(jìn)行控制，相當(dāng)一個(gè)總調(diào)度，當(dāng)然，簡(jiǎn)單的功能一片CPU獨(dú)立工作也就完成了。原來(lái)的51系列就是一 堆IO口，后來(lái)慢慢的把常用的PWM,AD之類(lèi)的功能加入了單片機(jī)。主要包括用了無(wú)數(shù)年仍然牛逼各大學(xué)必教的51系列，還有 AVR,PIC,ARM，HOTEK……其實(shí)ARM9以后，已經(jīng)說(shuō)不清ARM算哪類(lèi)了，目前的架構(gòu)來(lái)看，更接近DSP。

總之，現(xiàn)在各種東西都取長(zhǎng)補(bǔ)短大融合，所以只要選擇自己需要用的就好，沒(méi)必要強(qiáng)求分類(lèi)。