隨著FPGA性能和容量的改進,使用FPGA執(zhí)行DSP功能的做法變得越來越普遍。
許多情況下,可在同一應(yīng)用中同時使用處理器和FPGA,采用協(xié)處理架構(gòu),讓FPGA執(zhí)行預處理或后處理操作,以加快處理速度。
傳統(tǒng)上,大量的應(yīng)用設(shè)計使用專門的數(shù)字信號處理(DSP)芯片或?qū)S脴藴十a(chǎn)品(ASSP)并通過信號處理算法來處理數(shù)字信息,濾波、視頻處理、編碼與解碼、以及音頻處理等僅僅是眾多采用DSP的應(yīng)用中的一部分而已。
現(xiàn)在,隨著FPGA性能和容量的改進,以及可以在大多數(shù)DSP應(yīng)用中看到的通用算術(shù)運算的效率的提高,使用FPGA執(zhí)行DSP功能的做法變得越來越普遍。
在許多情況下,同一應(yīng)用中同時使用處理器和FPGA,采用協(xié)處理架構(gòu),讓FPGA執(zhí)行預處理或后處理操作,以加快處理速度。
顯示此種趨勢的應(yīng)用之一是多普勒測量系統(tǒng),它可以測量固體或液體在各種環(huán)境中流動的速度。
從管道中流動的油,到人的心臟中流動的血液,相對于以前的方法,基于多普勒測量原理的非侵入式測量方法可以極大地降低風險,減少成本和提高精度。
一般來說,這些系統(tǒng)都是采用DSP技術(shù),將FPGA和如TI公司提供的固定功能DSP器件之類結(jié)合起來使用。
多普勒測量系統(tǒng)
多普勒測量系統(tǒng)利用多普勒效應(yīng)測量運動目標(固體、液體或氣體)的速度。最著名的應(yīng)用大概要算雷達槍了,交通巡警利用它檢測超速汽車。
在測量除汽車速度之外的其他物體的運動(例如心臟中血液的流動)時,需要進行多種測量,來確定更為復雜的流動的細節(jié)。方法之一是利用電子束聚集技術(shù)。
在這種技術(shù)中,將使用大量探測器(許多小雷達槍)測量從發(fā)射源返回的頻率。這些探測器沿拋物線分布(如圖1所示),因此從焦點返回的信號將會同時到達每個探測器。將這些信號組合起來,并對顯著速度的微小波動進行少量處理,就可以確定位于焦點處的物體的速度。如果可以移動探測器來對整個關(guān)注區(qū)域進行掃描,那么這種方法效果會相當好,但是如果沒有這樣的條件,則可以采用另外一種技術(shù),它可以獲得同樣的結(jié)果。通過插入一定的可編程的延遲,改變各個探測器的輸入組合的時間,可以將焦點改變到關(guān)注區(qū)域中的幾乎任何位置。例如,加入一定的固定額外延遲可以使焦點遠移,而改變延遲來縮短探測器一側(cè)的傳播路徑則會使焦點向該側(cè)移動。