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视频处理设计中FPGA 与DSP 方案的比较 DSP： 大多数 DSP 均是采用哈佛结构，即数据总线和地址总线相互分离，使得指令和数据的存取可以同时进行，以提高处理效率。另外，还采用流水线技术、多条指令并行执行的技术，来进一步 提高处理速度。 另外为了便于使用，还配置多种外部接口，如专用的音视频捕捉端口、DDR/FLASH 接口、 PCI、I2C、UART 等接口，以便于同外部芯片和设备进行无缝连接。 如果非要同 FPGA 相比较的话，那么从工作原理上来看，DSP 最有别于 FPGA 的是：DSP 是通过一条条（或一包包）指令的串行执行，来实现数字信号处理功能。 FPGA： FPGA 内部是大量的硬件资源：数目众多的逻辑单元阵列、输入输出模块、乘法器、内存、收发器、丰富的连线资源。FPGA 就如同一块 PCB 板，板上拥有大量而丰富的硬件资源和连线资源， 设计人员可以通过画原理图的方式来进行设计（当然也可以用硬件描述语言），将所需的硬件连接起来完成一个特定的处理功能。 因此，同 DSP 相比，FPGA 并不是通过一条条指令的串行执行来工作的，而是完全是通过硬件逻辑和时序来实现的你所要求的功能。可以将它理解为是无需软件就可以完成特定功能的硬件 电路。 简单而言： DSP 是软件实现方案，处理功能是通过指令的串行执行来实现的。 FPGA 是硬件实现方案，处理功能是通过硬件并行工作来实现的。 基于上述区别，在视频跟踪应用中，对采用 DSP 和 FPGA 两个方案，我们可以做如下比较： 处理延迟 在视频跟踪应用中，我们总是期望正确的目标位置信息能够尽快可靠地获得，也就是处理延 迟尽可能小，这样,可以提高系统的响应带宽，从而能够更加快速稳定地跟踪目标。 DSP 处理流程，一般是先捕捉到一帧图像，然后通过图像跟踪算法,获取目标位置。因此从捕捉一帧图像的开始 ，到输出结果，延迟是一帧时间 + 处理时间，如果图像每秒 100 帧，则输出延迟 = 10ms + 处理时间。 FPGA 是硬件并行处理的，因此在图像捕捉过程硬件就开始并行进行计算，一帧图像结束，结果也就同时出来了，因此如果图像每秒 100 帧，那么最大输出延迟不超过 10ms。 工作频率 DSP 是通过指令的串行执行来工作的，因此，为了提高运行速度， DSP 的内部工作时钟高达数百 MHz 已属正常，有的甚至高达 GHz，且外部存储芯片的工作频率也很高，如高达 800MHz 的DDR 等。 而 FPGA 是通过硬件工作的，为了提高处理速度，可以通过大量的硬件来并行工作。有人曾做过这样一个试验：对一个图像进行中值滤波，采用 FPGA，只需要运行在 25MHz，因为FPGA 是通过硬件并行实现该功能的，而 DSP 要达到同样的性能则需要运行在超过 1.5GHz 频率。 工作频率对芯片的功耗、电磁兼容性等都有极大的影响，工作频率越高，功耗显然也越高， 电磁兼容性也会更差。 芯片的使用 DSP 作为一个通用的器件，一般需要配置外部 DDR、FLASH、接口芯片等才可以工作。，而FPGA 则不需要，FPGA 内置的大量而种类丰富硬件及连线资源 , 一般单片就可以构成系统 ，即所谓的 SOC（片上系统）概念，从而降低系统的功耗、体积、重量。高度集成的 SOC 系统，也提高了系统的可靠性。 开发难易 DSP 的开发属于软件开发，因为软件是基于指令，指令是所见即所得的，因此，开发者的大部分时间是放在算法和软件的设计与优化。 FPGA 的开发属于硬件开发，信号的延迟会导致所见并不所得，开发者的大部分时间用于时序的约束设计和仿真。因此开发难度大，但基于 FPGA 的设计，使得系统具备最小的延迟和更小的尺寸重量功耗。