MCU凭仗其强壮的操控功用，广泛地用于消费类电子、通讯、轿车电子、工业等范畴。有资料显现，MCU产品需求量每年不断增加，2008年全球MCU商场将增加到160亿美元。DSP则以其杰出的数据处理才能以及优异的数据算法，成为数字信息时代的中心引擎。来自商场调研组织IC Insights的数据显现，2006年全球DSP商场将增加9%，到达85亿美元，2007年将以18%的速度增加，2008年则达27%。
而FPGA更是以其极大的灵敏性、丰厚的接口和优胜的功用著称，运用FPGA能够完结任何数字器材的功用。据商场调研公司Gartner Dataquest猜测，2010年FPGA和其他可编程逻辑器材（PLD）商场将从2005年的32亿美元增加到67亿美元。
MCU、DSP、FPGA各自雄霸一方，并都呈现出高速的增加态势。但各种消费类产品特别是便携式产品的功用逐步由单一走向多元化，传统的单一半导体解决计划现已不能适应多媒体产品的需求，MCU、DSP、FPGA的开展遭到了史无前例的应战，呈现出多元化的开展势头。
趋势一：DSP、MCU走向交融
DSP一般选用哈佛架构，超长指令字架构等，数据存取和指令分隔，内部运算单元多，有专门的硬件乘加结构，因而运算速度极高。其内部存储器（RAM和ROM）很大，而且能够扩展，外部接口丰厚，协作流水线操作，特别合适进行许多数字信号的实时处理。而MCU数据存取和指令没有分隔，运算速度较低，运算单元较少，且内部存储器不大。但MCU接口恰当灵敏，并集成了FLASH 、ADC、 DAC 、OSC 、SRAM 、PWM、 温度传感器、看门狗、总线、定时器/计时器、I/O、串行口等功用单元，因而十分合适于各种操控运用。
可是，跟着体系需求的增加，在某些运用中，既要求体系具有杰出的操控功用，又需求有高速的数据处理才能，因而，交融了DSP和MCU各自长处的混合处理架构无疑是一种杰出的解决计划。DSP和MCU在实践运用有一个共通的当地，即，它们都是面向嵌入式体系的运用，或许是根据需求进行许多数据处理的实时体系，或许是需求施行许多操控功用的即时体系。这种实时性和多功用也为DSP与MCU的交融供给了很好的根底。因而，DSP/MCU交融的架构逐步遭到半导体厂商的喜爱，TI、ADI、Microchip等纷繁推出了相关解决计划，力求在这一商场中抢占先机。
TI作 为全球DSP的领导厂商，推出了针对2.5G、3G无线运用的双核处理开架构OMAP渠道，它集成了合适于加速运用的超低功耗DSP与适于操控的ARM925以及高档操作体系（OS）功用。OMAP渠道的主处理器为OMAP1510，其双核结构的首要优势在于，由两个独立的器材来完 成运用处理使命。即，运用ARM925来处理操控代码，如用户界面、OS和高档运用，而DSP则用来完结多媒体、语音、安全性或其他功用，这两个内核之间选用专用的处理器内部通讯机制相衔接。 OMAP 渠道为在便携式设备中 开发语音运用供给了解决计划。在用于便携式设备时，这种 DSP 和 MCU 结合的架构能够供给优异的功用和功耗优势。凭仗优化的底层软件，DSP 能以低功耗办法履行信号处理使命，然后延伸电池运用寿数，并可完结更小的产品体积，大大前进了产品运用功用。
TI（上海）有限公司DSP事务开展司理郑小龙指出，DSP具有实时高速运算的优势，其中心处理单元中具有合适于数字乘加处理的特别结构，而“修正式哈佛结构”又前进了内存办理功率，而且还支撑许多高速外围接口。MCU具有灵敏高效操控的特征，特别是沿袭“冯-纽曼结构”的16位机，悉数存储器和外围模块都坐落同一个地址空间，处理才能能够远超出智能化传感体系要求。TI的OMPA渠道正是结合了二者的优势，现在，TI 现已与多家正在开发 ASR、TTS、DSR 和语者验证等在内的语音技能的首要第三方开发商打开协作，而且现已有多家公司选用了TI 的OMPA渠道解决计划。
与TI不同的是，ADI推出的DSP/MCU混合解决计划——嵌入式处理器Blackfin系列，选用单核结构。Blackfin处理器根据ADI和Intel联合开发的微信号架构（MSA），将一个32位RISC型指令集和双16位乘法累加（MAC）信号处理功用，与通用型微操控器所具有的易用性组合在一起。Blackfin处理器包括一个10 级 RISC MCU/DSP 流水线和一个专为完结最佳代码密度而规划的混合 16/32 位指令集架构。这种处理特征的组合使Blackfin 处理器能在信号处理和操控处理运用中均能发挥超卓效果。在许多场合中，它还免除了增设独自的MCU的需求，简化了硬件和软件规划和完结难度。关于一些需求一起选用高功用信号处理器和高效操控处理器的运用中，选用一个Blackfin 处理器就能够满意体系要求，缩减了开发时刻并下降了本钱。
Blackfin 处理器架构还具有RISC操控处理器的一些特色，包括功用强壮且灵敏的分层存储器架构、杰出的代码密度以及各种的微操控器型外设（包括10/100以太网 MAC、UARTS、SPI、CAN 操控器、支撑 PWM 的定时器、看门 狗定时器、实时时钟和一个无缝同步和异步存储器操控器）。这些特性为规划人员供给了规划灵敏性，并最大极限地下降了终端体系本钱。现在，Blackfin处理器现已广泛的用于嵌入式音频、视频和通讯运用等范畴（图1）。
图1 8F62系列在便携式媒体播放器中的运用（略）
而一贯在MCU范畴见长的Microchip公司，推出了其16位dsPIC数字信号操控器 （DSC），并初次提出了DSC概念，行将高功用16位微操控器的操控优势与DSP的高速核算相结合，构成合适嵌入式体系规划的紧密结合的单芯片单指令流解决计划。
dsPIC DSC架构支撑84条指令和10种寻址形式。dsPIC指令集由用于嵌入式运用的各种灵敏的MCU指令和从单指令流履行的DSP操作专用指令集组成，两种指令能够同享许多CPU资源。dsPIC DSC内核支撑MCU和DSP功用需求的各种位操作。位操作在MCU中很常见，但在DSP中的运用却很罕见。而dsPIC DSC增加了强壮的位操作功用，如位测验、位设置和位移动指令以及能识别出数据字中第一个有用位的位寻觅操作。
Microchip数字信号操控器部分产品推行工程师Steve Marsh先生指出，dsPIC系列产品具有一些非数字信号处理器的特性（如桶式移位器或更多的随机存取内存空间），而这正是工程师们所想要的，所以在非数字信号处理器运用方面，工程师更倾向于挑选数字信号操控器而不是单片机。dsPIC系列产品现在现已用于AC/DC转化器、阻隔式DC/DC电源转化器以及其他电源转化运用，如嵌入式电源操控器、逆变电源和不间断电源（UPS）等范畴。
MIPS 科技也推出了内置 DSP 扩展的高功用、低功耗内核系列——MIPS3224KE，它集成了高效DSP才能，一起能够显着削减全体 SoC面积、本钱及功耗，并可改进信号处理功用。MIPS产品营销司理Pete Del Vecchio表明，DSP/MCU混合处理架构功用等于或高于低端DSP内核的功用。运用单芯片或单内核能够获得显着的本钱优势，还能够大大加速产品上市时刻 。
兼具DSP与MCU功用的渠道最早运用于发动机操控，之后拓宽到语音处理、传感器处理等运用，并用来代替带有数字滤波器的组成模仿滤波器。现在，这一渠道越来越广泛的运用到核算机、电话线或以太网等相关范畴。此外，在医疗、电器、空调、不间断电源、切换式电源、半导体照明和其他方面都随处可见它们的身影（图2）。
图2 DSP和MCU交融的运用范畴（略）
一 方面，交融架构在许多范畴得到日益广泛的运用，而另一方面，交融渠道也面对着许多问题亟待解决：（1）功耗，交融了DSP和MCU的渠道在具有更高的功用的一起，也比传统的单一DSP或MCU有更高的功耗。关于功耗十分灵敏的便携式设备来说，怎么进一步下降功耗，是其面对的首要问题。（2）运用环境开发，为用户供给简洁易用的开发、调试环境。郑小龙指出，在硬件方面，表贴QFP和球面BGA封装开端广泛运用，电路仿真调试手法逐步过渡到鸿沟扫描接口（JTAG）技能。而在软件方面，跟着软件规划不断扩大，选用嵌入式操作体系来办理软、硬件资源势在必行，传统的C言语和汇编言语混合编程的形式也在引进，特别是面向对象思维的C++和Java言语更是对传统的开发环境带来了很大的改动。因而，为 用户供给一个易于运用的编译、产品开发环境变得十分重要。（3）本钱及规划杂乱性。嵌入式体系日益杂乱化，因而尽可能简化体系规划，缩短开发周期，前进产品性价比，变得越来越重要。
趋势二：开展高功用MCU
虽然，DSP与MCU 交融的渠道现已显现出种种优势以及宽广的商场前景，但Silicon Labs微操控器产品亚太营销司理暨产品营销司理Len Staller却给出了自己观念。他以为，关于需求强壮效能和操控功用的运用来说，DSP/MCU集成器材并非最佳解决计划。他指出，DSP/MCU集成器材不只会替制作商带来新的规划应战，还需求开展和测验新程序。真实抱负的解决计划应该是高效能微操控器。
Len Staller以为，要满意商场对高效能和操控功用的需求，最好的办法便是开发效能强壮的微操控器。这是因为高效能微操控器不只针对操控功用最佳化，还具有规划人员希望于DSP/MCU混合器材的强壮效能，以及微操控器规划简略的长处，因而是逾越DSP/MCU混合器材的更佳解决计划。
Silicon Labs推出的C8051F36x小型微操控器系列，为规划人员供给了一套高效能、易于运用和高度集成的解决计划，它支撑传统上有必要运用高本钱16位微操控器和DSP的运用，包括需求精准移动操控和信号处理的消费和工业运用，例如工厂自动化、马达操控、触控面板、卫星接收机通讯和显现器。
C8051F360时钟速度达100MHz ，包括1组双周期16 x 16乘加器 （MAC） 、1个精准度2%的内部振荡器和32kB可在线烧录闪存，并具有可装备I/O引脚和各种 通讯外设，包括无石英晶体的UART、SPI和SMBus。这款微操控器易于运用，其高集成度能够削减外部元器材数目，一起简化及加速规划程序。
趋势三：FPGA代替部分DSP和MCU功用
FPGA自从面世以来，就以强壮的灵敏性著称。FPGA最大的特色便是能够重复地编程、擦除、运用或许在外围电路不变的情况下用不同硬件电路完结各异的功用，而且，跟着工艺技能的前进，FPGA的功耗不断下降，速度逐步前进，一起本钱也越来越低。因而，在某些范畴，或许代替DSP，或作为DSP的协处理器，为许多需求DSP功用的杂乱运用场合供给了快速、低本钱的解决计划。
虽然FPGA相较DSP相同具有可编程的特色，但FPGA更合适高功用运算密集型运用。FPGA能够以更大的并行度完结产品所需功用，在某些特定的运用场合FPGA能够代替DSP的功用，例如，进行视频编码的运动估量，为了查找到最好的运动矢量，编码出最好的视频质量，需求许多的运算单元进行查找，因为DSP不具有许多的并行处理才能，假如选用DSP将无法很好的完结 这些作业。而选用FPGA，则运用其硬件逻辑的可并行作业性，给视频质量带来更高的保证。现在，FPGA现已在许多场合代替DSP。
总线接口
FPGA支撑很多接口规范，关于总线桥接运用十分抱负。不管是衔接Serial RapidIO、VLYNQ和PCI Express等串行接口，仍是PCI和PCI-X等并行接口，FPGA都能够满意接口和桥接需求。
存储器接口
FPGA能够用来桥接选用DDR和DDR2等不同规范的存储器。
整合体系逻辑
下降体系本钱通常是延伸产品商场寿数的重要因素。将体系胶合逻辑整合到FPGA中能够削减资料清单数量、缩小尺度并节省本钱。
？施行新外设
虽然DSP处理器现已能够在器材中供给了恰当的外设组合，但在规划中仍是常常需求完结定制外设，因而，与DSP处理器相协作的FPGA能够供给完结新外设以及外设晋级所需求的灵敏性。
此外，跟着可编程芯片体系SOPC（System On a Programmable Chip）的呈现，恰当多的FPGA里边都集成了DSP或许CPU，现在Xilinx和Altera的FPGA都能够完结这样的作业，它们不光能够集成自己的软核，而且能够集成现在盛行的PowerPC、ARM等硬核。这样，FPGA就能够彻底完结DSP和MCU的功用。而且FPGA在内置的嵌入式处理器中还能够增加一些自界说指令，然后能够快速完结一些特定算法，而且能够根据需求界说芯片管脚。
Xilinx十分闻名的XtremeDSP技能便是在FPGA中引进了DSP模块。XtremeDSP技能是针对航天和军用产品、数字通讯、多媒体、视频和成像职业的高功用定制 DSP 解决计划。XtremeDSP 渠道产品包括 2 大系列 – Virtex DSP 和 Spartan DSP， 供给各种价格、功用、成效、带宽和 I/O 选项，能够满意通讯、MVI（多媒体、视频和成像）和军用产品职业中各种运用的要求 。
Xilinx我国区运营总司理和亚太区处理解决计划部总监吴晓东指出，FPGA和DSP处理器相结合十分适于处理高度杂乱的信号处理算法。传统DSP（数字信号处理器）和GPP（通用处理器）功用可达5 GMACS左右，而赛灵思 DSP优化的FPGA能够补偿算法要求和功用之间的距离，Spartan DSP功用高达30 GMACS，Virtex 5 DSP的功用则超越350 GMACS。
相同以供给高功用FPGA产品著称的另一厂商商场Altera，推出了Nios嵌入式处理器。
可 装备的Nios CPU（16位或32位数据宽度）根据Nios处理器体系的中心，它能够被装备成各种广泛的运用。例如，一个16位数据位宽度的Nios CPU，协作一个很小的片内ROM（芯片内的存储器块能够被装备成ROM）而完结的序列发生器或操控器，能够代替一个硬核的状态机。而选用一个32位数据宽度的Nios CPU协作流外设、硬件加速单元，还有定制指令，就能够完结一个强壮的32位的嵌入式处理器体系。
展望
技能的飞速开展，促进各种新的解决计划层出不穷，为咱们供给了越来越多的挑选性，可是，不管哪种解决计划，高功用、低本钱都是厂商一直寻求的方针，而保证这些计划都能很好的满意商场需求也变得恰当要害。MCU 、DSP、FPGA的单打独斗现已不能满意市 场需求，三者的交融与互补恰恰供给了一种更好的解决计划。未来，三者的交织交融的趋势将愈演愈烈。
