复杂运算FPGA占优

赛灵思公司亚太区市场及应用总监张宇清
适于在一种器件上实施的算法在另一种器件上未必有效。如果目标应用需要大量并行处理或最大的多通道吞吐能力，完全基于DSP的硬件系统可能需要更大的芯片面积、更高的成本和更高的功耗。FPGA协处理器可以在单片器件上提供多达640个并行乘法和加法操作，对于很多应用来说，只需要更少的器件和更低的功率即可提供同样的性能。尽管FPGA非常擅长并行处理大量数据，但在处理周期系数更新、决策控制任务或高速串行算术运算方面并没有针对处理器而优化。因此，FPGA和DSP处理器相结合能够为范围广泛的应用提供成功的解决方案。

相对于FPGA，DSP的优势在于成本和功耗，但对于复杂的运算，FPGA的能力强于DSP。根据第三方网站bdti．com今年1月所做的评测显示，如果仅就运算能力而言，FPGA的性能比DSP高出3倍～4倍。当DSP运算能力不足的时候，可以用FPGA做协处理器，充分利用其并行处理能力，提高系统的运算能力。此外，FPGA具有丰富的接口，即便是应用DSP的方案，有一些系统厂商也会用FPGA去实现接口功能。

通信设备中越来越多地在使用FPGA。最重要的原因是通信设备本身会根据标准、设备商、运营商的要求，不断发生一些变化。特别是在中国市场，我们发现中国市场对一些功能包括技术的变化等方面的调整速度甚至比国外市场还要快。

FPGA让硬件实现了软件化，根据市场、运营商和设备商的需求变化，器件功能可以很快来适应调整。而这部分工作并不由FPGA企业来完成，而是由他们的客户来实现。依靠赛灵思提供的开发工具，可以实现功能性的调整。如果运营商有进一步的需求，他们也能很快地响应，并立即提交符合需求的产品。

DPD(数字预失真)对无线通信设备厂商而言是非常有价值的技术。业内顶尖的厂商有自己的DPD算法，这些厂家用DPD技术去凸显自己的技术优势，使DPD技术成为争夺市场的杀手锏，某种意义上可以说是这些企业的最高机密。相对于DSP来讲，由于FPGA只是提供一个平台，系统厂商基于FPGA平台开发自己的IP，这样更有利于知识产权的保护，因此，设备厂商更倾向于利用FPGA做DPD。

针对DPD应用，一些DSP厂商会对其产品进行改良，在传统DSP中加入针对无线算法的硬模块。这会带来与FPGA的竞争，但目前应用还比较少。