10、数字信号处理与FPGA技术的发展及应用
数字信号处理与FPGA技术的发展及应用
1. 数字信号处理技术概述
1.1 脉动阵列概念
脉动阵列的概念在许多数字信号处理（DSP）应用中得到了广泛应用。早期有人将其应用于位级处理，还有人将该技术发展为iWarp，这是英特尔和卡内基梅隆大学在1988年的一次尝试，旨在将一个完整的并行计算节点集成到单个微处理器中，配备内存和通信链路。不过，这种发展方式具有很强的特定应用性，主要处理一系列计算复杂的算法。相比之下，脉动阵列设计概念在开发各种信号处理芯片方面取得了更成功的应用。
1.2 异构计算平台
由于缩放问题，出现了许多替代的发展方向，重点转向了开发新形式的多核平台：
-多核架构：如Parallela，提供了高度的并行性。
-协处理架构：例如英特尔至强Phi™处理器，其峰值浮点运算每秒（FLOPS）比传统处理器高2.3倍，每瓦性能提高达3倍。该技术已用于计算机断层扫描中的3D图像重建，通过FPGA加速，不仅可以实现并行化，单指令多数据（SIMD）矢量化对于实现良好性能也至关重要。
-DSP/CPU处理器架构：像KeyStone™ II多核处理器，如66AK2Hx平台，包含一个四核ARM Cortex - A15 MPCore™处理器和多达八个TMS320C66x高性能DSP，采用KeyStone II多核架构，已应用于云无线接入网（RAN）基站，具有可扩展性。
-片上系统（SoC）FPGA：通过在FPGA架构中集成处理器（主要是ARM处理器）而发展起来。它有效地呈现