DSP、MCU、FPGA、RAM的应用区别和联系

DSP、MCU、FPGA、RAM的应用区别和联系

DSP、MCU、FPGA、RAM的应用区别和联系

一.DSP

DSP(Digital Signal Process)数字信号处理器是为独立快速的实现各种数字信号处理运算而专门设计的一种处理器件，它广泛运用于电气控制、通信、信号处理、仪器仪表、航天航空、生物医学和消费电子等领域。

DSP的特点：

(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

（5）快速的中断处理和硬件I/O支持。

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

（7）可以并行执行多个操作。

（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

二．MCU

MCU也称微控制器或嵌入式控制器，它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。单片机的位控能力强，I/O接口种类繁多，片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便，但与DSP相比，处理速度慢。DSP具有的高速并行结构及指令、多总线、单片机却没有。DSP处理算法的复杂度和大的数据处理流量更是单片机不可企及的。

三．FPGA

FPGA是英文Filed—Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程阵列，作为专用集成电路（ASIC）领域的一种半制定电路而出现，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。内部包括可配置逻辑模块、输出输入模块和内部连线三个部分。内部具有丰富的触发器和I/O引脚，是ASCI电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。是小批量系统提高集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。

四．RAM

随机存取存储器（random access memory，RAM）又称作“随机存储器”，是与CPU直接交换数据的内部存储器，也叫主存(内存)。它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。存储单元的内容可按需随

意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储单元的工作原理，随机存储器又分为静态随机存储器（英文：Static RAM，SRAM)和动态随机存储器（英文Dynamic RAM，DRAM)。静态存储单元（SRAM）存储原理：由触发器存储数据。单元结构：六管NMOS或OS构成优点：速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低；常用作Cache 。缺点：元件数多、集成度低、运行功耗大。常用的SRAM集成芯片：6116(2K×8位)，6264(8K ×8位)，62256(32K×8位)，2114(1K×4位) 动态存储单元（DRAM）存贮原理：利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理，需刷新（早期：三管基本单元；之后：单管基本单元）。刷新(再生)：为及时补充漏掉的电荷以避免存储的信息丢失，必须定时给栅极电容补充电荷的操作。刷新时间：定期进行刷新操作的时间。该时间必须小于栅极电容自然保持信息的时间（小于2ms）。优点：集成度远高于SRAM、功耗低，价格也低。缺点：因需刷新而使外围电路复杂；刷新也使存取速度较SRAM慢，所以在计算机中，DRAM常用于作主存储器。尽

管如此，由于DRAM存储单元的结构简单，所用元件少，集成度高，功耗低，所以已成为大容量RAM的主流产品。