ASIC和DSP及ARM與FPGA的特點和區(qū)別說明

　　1、ASIC、DSP 及 ARM 的特點

　　ASIC 是 Application Specific Integrated Circuit 的英文縮寫，是一種為專門目的而設計的集成電路。ASIC 設計主要有全定制（full-custom）設計方法和半定制（semi-custom）設計方法。半定制設計又可分為門陣列設計、標準單元設計、可編程邏輯設計等等。全定制方法是完全由設計師根據工藝，以盡可能高的速度和盡可能小的面積以及完全滿意的封裝、獨立地進行芯片設計。這種方法雖然靈活性高，而且可以達到最優(yōu)的設計性能，但是需要花費大量的時間與人力來進行人工的布局布線，而且一旦需要修改內部設計，將不得不影響到其它部分的布局。所以，它的設計成本相對較高，適合于大批量的 ASIC 芯片設計，如存儲芯片的設計等等。相比之下，半定制方法是一種基于庫元件的約束性設計。約束的主要目的是簡化設計、縮短設計周期，并提高芯片的成品率。它更多地利用了 EDA 系統(tǒng)來完成布局布線等工作，可以大大地減少設計工程師的工作量，因此它比較適合于小規(guī)模設計生產和實驗。

　　DSP（DigitalSingnalProcessor，數(shù)字信號處理器）是一種獨特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。一個數(shù)字信號處理器芯片內包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲器，并可以與一定數(shù)量的外部設備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個微型計算機。DSP 采用的是哈佛結構設計，即數(shù)據總線和地址總線分開，使程序和數(shù)據分別存儲在兩個分開的空間，允許取指令和執(zhí)行指令完全重疊。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令，并進行譯碼，這大大的提高了微處理器的速度。另外還允許在程序空間和數(shù)據空間之間進行傳輸，因為增加了器件的靈活性。其工作原理是接收模擬信號，轉換為“0”或“1”的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據解譯回模擬數(shù)據或實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。由于它運算能力很強，速度很快，體積很小，而且采用軟件編程具有高度的靈活性，因此為從事各種復雜的應用提供了一條有效途徑。當然，與通用微處理器相比，DSP 芯片的其他通用功能相對較弱些。

　　ARM（Advanced RISC Machines/microprocessor）嵌入式處理器是一種 32 位高性能、低功耗的 RISC（Reduced Instruction Se tComputing，精簡指令集）芯片，它由英國 ARM 公司設計，世界上幾乎所有的主要半導體廠商都生產基于 ARM 體系結構的通用芯片，或在其專用芯片中嵌入 ARM 的相關技術，如 TI、Motorola、Intel、Atmel、Samsung、Philips、 Altera、Nec、Sharp、NS 等公司都有相應的產品。ARM 只是一個核，ARM 公司自己不生產芯片，采用授權方式給半導體生產商。目前，全球幾乎所有的半導體廠家都向 ARM 公司購買了 各種 ARM 核，配上多種不同的控制器（如 LCD 控制器、 SDRAM 控制器、DMA 控制器等）和外設、接口，生產各種基于 ARM 核的芯片。目前，基于 ARM 核的各種處理器型號有好幾百種，在國內市場上，常見的有 ST、TI、NXP、Atmel、Samsung、OKI、Sharp、Hynix、Crystal 等廠家的芯片。用戶可以根據各自的應用需求，從性能、功能等方面考察，在許多具體型號中選擇最合適的芯片來設計自己的應用系統(tǒng)。由于 ARM 核采用向上兼容的指令系統(tǒng)，用戶開發(fā)的軟件可以非常方便地移植到更高的 ARM 平臺。ARM 微處理器一般都具有體積小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特點，目前 ARM 芯片廣泛應用于工業(yè)控制、無線通信、網絡產品、消費類電子產品、安全產品等領域，如交換機、路由器、數(shù)控設備、機頂盒、STB 及智能卡都采用了 ARM 技術，并在將來取得更廣泛的應用。

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