从数字信号处理架构来比照FPGA,ARM,DSP的优势,运用Theano,Python,PYNQ和Zynq开发定点Deep Recurrent神经网络,如安在 Zynq UltraScale+ MPSoC 上完结 Linux UIO 规划。
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1.内容概要
信号处理体系一般不单单是模仿信号或许数字信号,一般两者都会有。信号的处理重视的是信号以及信号所包含的信息的表明、改换及运算。
图1 典型的数字信号处理体系
1》模仿信号(analog signal)的输入一般包含(声、电、光、热等)模仿的接连信号;
2》模仿信号抗混叠(anTI-aliasing filter)期望分隔两个或多个混叠在一同的信号,或许增强某些信号;
3》AD将模仿信号转换成数字信号;
4》DSP/FPGA/ARM/MPU数字信号处理。
整个体系分为三个域,从模仿到数字,再到数字信号处理,再到数字变模仿。
数字信号处理一般所研讨的内容触及采样、滤波、改换、检测、谱分析、估量、紧缩以及辨认等;数字信号处理的理论和算法是密不可分的;相对于模仿信号体系处理,数字信号处理体积小、功耗低、精度高、易于大规模集成以及可进行二维以及多维处理等优势。
数字信号处理体系的功用取决于三个要素:采样频率、架构和字长。
2.典型处理器比照
DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其首要应用是实时快速地完结各种数字信号处理算法。依据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下首要特点:
(1)在一个指令周期内可完结一次乘法和一次加法;
(2)程序和数据空间分隔,能够一起拜访指令和数据;
(3)片内具有快速RAM,一般可经过独立的数据总线在两块中一起拜访;
(4)具有低开支或无开支循环及跳转的硬件支撑;
(5)快速的中止处理和硬件I/O支撑;
(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址发生器;
(7)能够并行履行多个操作;
(8)支撑流水线操作,使取指、译码和履行等操作能够堆叠履行。
当然,与通用微处理器比较,DSP芯片的其他通用功用相对较弱些。
MPU(Microprocessor Unit)微处理器
微机中的中央处理器(CPU)称为微处理器(MPU),是构成微机的核心部件,也能够说是微机的心脏。它起到操控整个微型计算机作业的效果,发生操控信号对相应的部件进行操控,并履行相应的操作。
微处理器的功用结构首要包含:运算器、操控器、寄存器三部分:
运算器的首要功用便是进行算术运算和逻辑运算。
操控器是整个微机体系的指挥中心,其首要效果是操控程序的履行。包含对指令进行译码、寄存,并按指令要求完结所规矩的操作,即指令操控、时序操控和操作操控。
寄存器用来寄存操作数、中心数据及成果数据。
FPGA 具有规矩的可编程结构,可完结各种逻辑功用。
1》运算能力强,并行能力强。
2》规划过程中具有很大的灵活性。
3》经过集成能够下降体系本钱。
3.混合体系
图2 FPGA作为协处理体系
图3 FPGA作为预处理体系
图4 FPGA+DSPs+ARM的数字信号处理体系
如图2、3和4数字信号处理体系,在不同的情况下咱们能够选用不同的体系,详细依据芯片各自的优势来挑选不同的体系。