为什么FPGA适合做高速处理？个人看法~~

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-5 08:51:30

我在我的同学面前炫耀FPGA是做高速处理的，可是，当人家问我，我的时钟频率能达到多少时，我说利用PLL能拉到200MHz，他说，这么低啊？我的手机频率都是1.5G的呢。

我无语。。。

后来才了解到，他的1.5G要想完成一个运算的话，因为是串行处理，所以要n个时钟周期啊，而FPGA虽然起点（时钟频率慢），可是通过并行，处理数据的能力极大提高。

就好比背粮食。

一个长跑冠军和一群普通人背，长跑冠军跑得再快，也是一个人啊，而FPGA可以造出n个普通人，一起并行奔跑，最终的粮食总量不知道是长跑冠军的多少倍呢。

我也是不是很明白，在网上找了一下，表示深有感触，发了一个帖子，不对地方还请指正啊。。。

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-5 08:55:45

顶~~看完了给个评论啊？
怎么都不说说啊？
难道是我这个问题太RZ了？
菜鸟求指教啊~~

zhngjinrui · 发表于 2012-1-5 09:07:24

其实包括出的那些书，应该以通俗的语言先给大家介绍一下，结果上来就内部结构，寄存器.................. 指令，弄得初学者昏头转向的....................没必要不友好

wjfblack · 发表于 2012-1-5 09:11:49

所以说，有时候老外写的书比国内出版的书容易懂，虽然人家用英文表达但是容易理解；而国内的书里面用很多专业名词去解释另外一个专业名词，或者纯粹翻译器件手册，很不靠谱啊。

bulejeans · 发表于 2012-1-5 09:18:12

lz你自己不是说清楚了吗，就是并行啊；高速是指信号处理速度，不是指pll频率啊；比如fpga可以很随便就搞个100路的高速PWM，cpu来作就比较费解了可能还做不了

zzz1367 · 发表于 2012-1-5 09:28:09

帮顶

zxq6 · 发表于 2012-1-5 09:56:43

其实这也是硬件完成和软件完成的区别

dongzhiqing · 发表于 2012-1-5 10:03:30

灵活。

the_wind_blows · 发表于 2012-1-5 10:07:24

Everything is relative.

kityer · 发表于 2012-1-5 10:13:48

FPGA最大特点是可以并行处理用在电脑形容就是 N核CPU 只要FPGA闸数够跟你的架构容许的话

albert_w · 发表于 2012-1-5 10:13:55

挺浅显的道理
与门的时钟算多少? 它的速度有多快? 以后炫耀前多做功课哈哈

tongluren · 发表于 2012-1-5 10:33:24

........

wynn · 发表于 2012-1-5 10:49:19

可以做分布式算法

zzt8899 · 发表于 2012-1-5 11:30:51

主要是并行处理。

lijunmin1990 · 发表于 2012-1-5 11:44:50

更通俗点说 , FPGA就像 MCU 里外设触发外设.

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-5 12:39:56

那么谁能用通俗的语言再给我们补充一下，
为什么FPGA适合做高速处理？
FPGA超越了DSP吗？
另外具体的哪个公司的哪个项目用到FPGA，
我们日常生活中的哪个产品用到FPGA啊？

lijunmin1990 · 发表于 2012-1-5 13:11:20

回复【15楼】xtqxtq111
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目前的 TI C2000 DSP 越来越趋向专用集成电路了 , 内部的架构为了实现实时处理电机的反馈信号,
数据不通过CPU了 , 电流闭环: timer 触发 ADC ,ADC 数字比较触发 PWM .

当目前市面上设计的DSP 或者 ASIC 已经无法满足您设计需求的时候 , FPGA就登场了.

dr2001 · 发表于 2012-1-5 14:19:03

FPGA和DSP本来就不是一个层面上的东西。
用FPGA实现数字信号处理等于自己写一个专门的DSP内核，专用 vs 通用。

回复【15楼】xtqxtq111
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高速你是指工作频率高，延迟低，吞吐量大？考虑一下就明白了。

FPGA超越了DSP，因为DSP芯片的设计就是能够用FPGA验证的，不是一层的东西。

用到FPGA的项目和地方多了去了，但是消费电子不会用这个，功耗，成本都和ASIC/批量处理器，不可比。

rei1984 · 发表于 2012-1-5 14:45:57

fpga
到底市面上什么产品在用？？

我见过最多的就是示波器上用到 fpga的。其他还有电信级别的主交换机用到fpga。其他消费电子和工业控制没有看到过 fpga

the_wind_blows · 发表于 2012-1-5 14:57:08

明年给你们看一个，我用在工业控制上了。

USACH · 发表于 2012-1-5 15:01:04

回复【18楼】rei1984
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我们公司几乎所有产品上都有FPGA，很多不止一个。

当市面上的IC都不满足你需求的时候，或者价格，或者计算能力和延时，或者IO……

你就可以考虑FPGA啦。

the_wind_blows · 发表于 2012-1-5 15:09:39

运动控制卡 (原文件名:rt.jpg) 这个不是我做的

A3P250

zhanshenguilai · 发表于 2012-1-5 15:36:01

回复【15楼】xtqxtq111
那么谁能用通俗的语言再给我们补充一下，
为什么fpga适合做高速处理？
fpga超越了dsp吗？
另外具体的哪个公司的哪个项目用到fpga，
我们日常生活中的哪个产品用到fpga啊？

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同样期待能有大侠总结一下

wswh2o · 发表于 2012-1-5 17:27:25

学过数字电路应该都明白为什么吧

j-link · 发表于 2012-1-6 09:45:39

回复【楼主位】xtqxtq111

后来才了解到，他的1.5g要想完成一个运算的话，因为是串行处理，所以要n个时钟周期啊，而fpga虽然起点（时钟频率慢），可是通过并行，处理数据的能力极大提高。

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错误!!FPGA 也一样(比如排序或FFT FPGA 能一个周期吗?)
FPGA 速度本来就没有比MASK CPU 快
FPGA是以特殊架构的资料处理量取胜.

heicnhei1 · 发表于 2012-1-6 13:04:42

回复【24楼】j-link
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嗯嗯，FPGA速度并不是快，比起dsp来，也不特别高速处理，关键的地方就是fpga灵活，能配置成各种各样的器件，能把好多个器件的功能集中在一块芯片上。开发人给它的处理逻辑，它才有处理能力。DSP没有几十G的数据地址总线，但FPGA可以配置出来。总之，FGPA是灵活的东西。

looy · 发表于 2012-1-6 13:41:19

回复【15楼】xtqxtq111
那么谁能用通俗的语言再给我们补充一下，
为什么fpga适合做高速处理？
fpga超越了dsp吗？
另外具体的哪个公司的哪个项目用到fpga，
我们日常生活中的哪个产品用到fpga啊？

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消费类的东西价格敏感，所以在日常生活中用FPGA还不现实

目前手机基站的信号处理板卡普遍采用了FPGA作为主要部件之一，算是离一般人最近的应用了吧
套用那句广告词：你看不见他，他就在为你服务

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-12 16:51:55

回复【25楼】heicnhei1
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哦，那你说说最快的芯片是什么？难道是电脑内核？酷睿之类的？
就是说目前最快的芯片是什么？

NJ8888 · 发表于 2012-1-12 17:25:09

比如对称16阶FIR滤波器，用8个乘法器，12个加法器。采样20MHz数据输入同时，数据也在20MHz处理输出，但是对于只有一个处理器的DSP，想在每50ns内处理8次乘法12次加法，可以想象多么难，数据还要再写入存储器。从这方面，FPGA完胜DSP

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-12 20:47:02

额，是这样的吗？
虽然我不懂dsp，可我知道有并行的dsp，网上搜并行dsp有一大堆呢，
对不对啊？

能告诉我fpga在高速领域的具体实例吗？

yandalyf · 发表于 2012-1-12 22:18:46

回复【29楼】xtqxtq111
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FPGA一般是不是都会配合DSP啊，我见很多DSP旁边都有一个FPGA

pocker5200 · 发表于 2012-1-13 11:21:52

我用FPGA做过串行LED灯光控制器，要求8路同时控制，单片机就做不了了。
其实FPGA最大的优点是灵活，可以配制各种所需的硬件资源，包括MCU,DSP，单片机等等。
而且现在的FPGA已经内嵌DSP，ARM等硬核资源，甚至AD和DA，集成度更高，向着SOC化的趋势发展了。

looy · 发表于 2012-1-13 20:30:46

回复【29楼】xtqxtq111
额，是这样的吗？
虽然我不懂dsp，可我知道有并行的dsp，网上搜并行dsp有一大堆呢，
对不对啊？
能告诉我fpga在高速领域的具体实例吗？
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上面说了，DSP的大量并行计算和IO吞吐能力不如FPGA

DSP的乘法器资源是比较有限的，加上是处理器大多单线程操作，做大量吞吐量的并行计算远不如FPGA方便

1ongquan · 发表于 2012-1-13 22:13:45

拿手机主频鄙视别人的人,不要抱什么希望叫他明白他根本不关心的东西
可编程逻辑也不是什么好东西

nono2000 · 发表于 2012-1-13 22:18:48

FPGA 是能做高速,如果做一颗 USB2.0 或 SDIO 全速能办的到吗?

如果真的能办到,市场能接受价格吗?

我认为目前实际上的FPGA只能省下 PCB 大小及取代TTL,至于 DSP 处理后的资料最后还是传给CPU处理,浪费通讯时间~~~

rx_78gp02a · 发表于 2012-1-13 23:34:29

fpga快不快要看场合的，比如我运送沙子，一百条马路我用牛车拉也比用汽车跑一条马路来的快，但是如果我要运一头大象，总不可能把大象劈开一百份用牛车运，这时汽车明显要快！

回复【29楼】xtqxtq111
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示波器是个很好的例子，通常使用多片高速adc并行分时采样模拟更高速的adc，对于fpga来说多片高速adc压力不大，但是用dsp处理这样的数据是很恐怖的。fpga比较适合高带宽低复杂度的算法，常应用于系统前端，dsp更适合后端低带宽高复杂度算法的处理！

h2feo4 · 发表于 2012-1-14 01:47:59

回复【35楼】nono2000
fpga 是能做高速,如果做一颗 usb2.0 或 sdio 全速能办的到吗?
如果真的能办到,市场能接受价格吗?
我认为目前实际上的fpga只能省下 pcb 大小及取代ttl,至于 dsp 处理后的资料最后还是传给cpu处理,浪费通讯时间~~~
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现在低端FPGA的普通IO速度都不止1GHz了

loohoo0302 · 发表于 2012-1-14 09:41:14

当初想自己玩玩FPGA，可一看这么一大堆脚密密麻麻的，唉，我手笨玩不转，之前48P的STM32手工用0.12的漆包线都飞2天，FPGA看见手的发抖，此物不宜DIY *_*!

albert_w · 发表于 2012-1-14 13:02:03

我角得吧，FPGA，它终究是个硬件－－跑软核的不说，那个就是个FPGA实现的CPU了。HDL，一种用高级语言造硬件的东西。HDL造出来还是一堆门啊，触发器之类的集合。
DSP，它是个专用的跑软件的东西。
这是个软件VS硬件的较量

谁也不能替代谁，你说电脑的南北桥能用DSP／CPU实现吗？要是PC产量不够，估计南北桥得用FPGA做而不会有专用芯片，当年龙芯平台某个桥貌似就是FPGA的。还有很多高速简单的处理，比如数十G的收发器，会把DSP工程师写到吐血的。
很多高复杂度的算法FPGA实现还是非常困难，不过现在已经有软件功能硬件化的趋势了，语音视频编码都有人在用FPGA实现了。

我真正纠结的是，如果产品上量了，还会用FPGA吗？他们会弄个专用片子么。不过想想那么多有量的产品也在用单片机，而没有弄个专用芯片来搞，感觉FPGA还是有很大空间存在的。

looy · 发表于 2012-1-14 13:22:40

回复【39楼】albert_w
我角得吧，fpga，它终究是个硬件－－跑软核的不说，那个就是个fpga实现的cpu了。hdl，一种用高级语言造硬件的东西。hdl造出来还是一堆门啊，触发器之类的集合。
dsp，它是个专用的跑软件的东西。
这是个软件vs硬件的较量
谁也不能替代谁，你说电脑的南北桥能用dsp／cpu实现吗？要是pc产量不够，估计南北桥得用fpga做而不会有专用芯片，当年龙芯平台某个桥貌似就是fpga的。还有很多高速简单的处理，比如数十g的收发器，会把dsp工程师写到吐血的。
很多高复杂度的算法fpga实现还是非常困难，不过现在已经有软件功能硬件化的趋势了，语音视频编码都有人在用fpga实现了。
我真正纠结的是，如果产品上量了，还会用fpga吗？他们会弄个专用片子么。不过想想那么多有量的产品也在用单片机，而没有弄个专用芯片来搞，感觉fpga还是有很大空间存在的。
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有一定复杂程度、定制化的产品，基本上只能用有灵活性的芯片来主打，在一定程度上能降低市场风险
专业领域，手机基站普遍使用FPGA是个非常典型的例子
手机基站那么大的量，如果换成专用芯片，还是能节约不少物料成本，并降低功耗的
问题是，一旦标准改了、升级了，那些板子就得全部废掉，重新设计、测试，系统成本就上去了

philoman · 发表于 2012-1-14 14:15:21

这个帖子看了好多次了，忍不住近来罗嗦几句：
1、数字信号处理主要的功能可以分为两类，一类是滤波，比如FIR，一类是变换，比如FFT，而这两类运算又可以分解为基本的乘加运算；注意，是乘加，而不是乘法和加法，在FPGA和DSP中，乘加是可以在一个时钟周期内完成的；这是DSP和FPGA区别于通用处理器的特征之一。
2、运算单元，FPGA可以包含成百上千个乘法器，DSP一般有2到4个乘法器，而通用处理器一般是ALU+FPU；DSP有专门的外部总线结构支持多片并行处理系统，通用处理器一般没有；
3、DSP也有ALU，但DSP区别于通用处理器的地方在于，其乘法运算器可以在一个周期内完成乘加运算，特殊的多总线结构，地址空间和数据空间独立寻址（超哈佛结构），特殊的地址产生单元（FFT蝶形流图/FIR）；
4、其他高性能处理器也可以用于高速信号处理：MPC/PPC，GPGPU，BE(Cell)

关于时钟周期、指令周期、流水线等概念就不赘述了；

gonnavis · 发表于 2012-1-15 15:26:33

mark

haibo2806 · 发表于 2012-1-16 22:56:24

比如，我们要做128路的AD采集设备，每通道最大采样率100k,任何cpu也是无法胜任的，SPI接口数量，等等无法满足要求
而FPGA灵活性强，可以配置128路SPI（时钟数据两根线就够了），处理起来非常方便灵活

USACH · 发表于 2012-1-17 10:04:55

回复【35楼】nono2000
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用fpga处理usb不是犯傻就是犯贱，有这么多的usb ic ，非得用FPGA，如果你有量，而且有现成的IC，用FPGA都不靠谱，特别是通用，民用领域，没人会用FPGA的。

dsp如果不处理，你打算用什么速度接收？

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-18 20:25:38

回复【30楼】yandalyf
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我是没用过，都是FPGA独立完成的，我做的东西不多啊，

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-18 21:08:05

这个帖子，我得经常看看，一直还接受不了这么多。。。

qt11 · 发表于 2012-1-20 11:34:05

串并行计算的所占比例问题，
这个可以简单看一下阿姆达尔定律（虽然比较落后），这也是世界性难题，如何尽可能多的转换成并行计算。。。

xtqxtq111 · 发表于 2012-1-22 16:28:20

http://www.21ic.com/wz/CRXDQWHFA/20111204/20111204.htm

zouyf12 · 发表于 2012-1-22 17:49:29

用FPGA不怕PCB画错，这就是我的感觉。

k1d1 · 发表于 2012-1-23 01:24:02

并行计算不是FPGA的强项，那是GPU的主场。FPGA主要是并行信号领域比较牛叉。

learner123 · 发表于 2012-1-23 14:43:05

首先，楼主只是个初学者，基本的概念还很模糊。建议不要为了炫耀而学技术，为爱好可以理解，为糊口可以理解，为炫耀就没有价值了。

新东西都是在老东西的基础上产生的，一般说来只有时代差异，但没有太大的级别差异。电子行业中的新技术其实不过是商业规模化而已，不用过多在意。

脚踏实地，先学好手边的再说。

redcore · 发表于 2012-2-5 16:40:19

很形像的比喻，赞同。

lzhydx · 发表于 2012-2-7 13:59:03

回复【楼主位】xtqxtq111
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有一点一样的感觉！！

ifeng_com · 发表于 2012-2-8 16:24:14

呵呵，学了不少东西

abc6120080 · 发表于 2012-2-22 11:12:55

回复【36楼】rx_78gp02a
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嗯说的很对啊

wujinliang · 发表于 2017-12-19 11:27:48

CPU 处理有取指执行还有n及流水线等等复杂的操作，
主频高但是实际处理运算却要打很大的折扣
FPGA 可以并行进行，一个指令周期搞定。。。。。。

综合算起来对于可以并行进行的运算还是FPGA更快

lkmicrowave · 发表于 2018-1-19 13:26:01

FPGA最大的优势在于并行处理，且时序严谨，单纯说速度的话不算长项吧

HXDZ-AAA · 发表于 2018-1-19 16:08:35

大多数数控系统都采用ARM+FPGA方案。

wuhuijiang · 发表于 2018-12-14 23:16:21

本帖最后由 wuhuijiang 于 2018-12-14 23:19 编辑

同感，这也是开发ＣＰＵ运行的程序与在ＦＰＧＡ上运行的思想的不同点。

ＣＰＵ上的并行（多线程，多进程）实际上还是串行进行的。最多就是多核CPU。有几个ＣＰＵ。就可以最大并行几路。

hugohehuan · 发表于 2018-12-16 13:24:30

这个答案确实不太高明……
还有一个很重要的一点，FPGA可以针对专门的应用做专门优化的算法实现。
想想所谓的硬件解码和软件解码。

electricit · 发表于 2018-12-16 17:21:12

FPGA最常见的编程就是类switch+step,日常逻辑还是得一步一步来呀

为什么FPGA适合做高速处理？个人看法~~

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