本文闡述了Spartan-3 FPGA針對DSP而優化的特性，并通過實現示例分析了它們在性能和成本上的優勢。

  所有低成本的FPGA都以頗具吸引力的價格提供基本的邏輯性能，并能滿足廣泛的多用途設計需求。然而，當考慮在FPGA構造中嵌入DSP功能時，必須選擇高端FPGA以獲得諸如嵌入式乘法器和分布式存儲器等平臺特性。

  Spartan-3 FPGA的面世改變了嵌入式DSP的應用前景。雖然Spartan-3系列器件的價位可能較低，但它們同樣具有DSP設計所需的平臺特性。這些平臺特性能夠以較高的面積利用率實現信號處理功能，使設計達到更低價位點。

  Spartan-3器件用作協處理器或預/后處理器是非常理想的，它們將運算密集型功能從可編程DSP上卸載下來以增強系統性能。

  1 針對DSP而優化

  賽靈思公司的Spartan-3器件采用90nm工藝技術以及300mm晶圓，大大降低了FPGA的成本。與此同時，這些器件還包括諸如嵌入式18×18位乘法器、大塊存儲器（18kb）、分布式RAM以及移位寄存器等關鍵DSP資源。這些高級特性意味著采用Spartan-3 FPGA，能以比其它競爭FPGA低得多的價位實現DSP算法。

  單個LUT代替16個寄存器。除增加系統的基本性能之外，這些嵌入式特性還能提高器件的利用率。例如，如果在邏輯結構中實現Spartan-3嵌入式乘法器，需要占用300~400個邏輯單元（LE）。此外，因為嵌入式乘法器緊鄰邏輯結構，所以拓展其功能（比如創建加法器或者級聯多個乘法器來支持復雜的算法功能）是非常簡單的。

  為提高效率，許多DSP功能以時分復用的形式在管道中得以很好實現。這樣做雖然能創建帶寬更高、速度更快的系統，但同時也將面臨更多臨時存儲單元需求而帶來的成本增加。譬如，時分復用濾波器需要將各個乘法-累加單元的結果存儲在移位寄存器里。這種設計將在用完FPGA的邏輯資源之前就可能耗盡寄存器或存儲器資源。Spartan-3 FPGA系列的之處在于它們可提供這樣一種模式：一個查找表（LUT）能夠執行邏輯功能或配置成一個16位移位寄存器。

  許多DSP功能也需占用大量的存儲器資源，它們需要便箋存儲器來保存系數、執行FIFO以及獲得較大的緩沖區。與目前使用的其它低成本FPGA相比，Spartan-3器件可提供更多的存儲位數。對于許多DSP設計而言，最重要的資源是FPGA內的嵌入式存儲器，而不是邏輯電路或者乘法器。因為存儲資源不足，采用競爭的低成本器件的設計工程師不得不選用更大規模的器件或采用外部存儲器來構建系統，而這些系統只需一片體積很小的Spartan-3 FPGA就可以得到實現。

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