FPGA与DSP协同处理系统设计之：基于FPGA+DSP的协同处理平台的设计流程

11.2  基于FPGA+DSP的协同处理平台的设计流程

11.2.1  FPGA与DSP的功能划分

FPGA+DSP系统的设计流程和单独FPGA或者DSP设计流程相比，最大的不同就是在设计流程里面增加了功能划分环节。这个环节的主要目的就算将系统功能进行分解，然后分配给FPGA和DSP去执行。

1．功能划分的原则和依据

功能划分的基本原则就是把数据密集，但算法简单、重复性高的功能放在FPGA上执行，而把算法复杂，重复性低的功能分配给DSP实现，这样可以充分发挥两种芯片的特长。

功能划分的主要依据是系统的指标需求和功能定义，即系统在进行功能划分之后，不能影响系统的整体性能和指标。

2．功能划分的方法

（1）按照数据流向来划分。

这种划分方法一般应用于数据采集领域，具体来说，就是FPGA负责采集数据，并把数据送给DSP芯片，而DSP用来对采集到的数据进行处理。

例如，在图像处理领域一般采用FPGA完成图像的采集，并送给DSP芯片处理。FPGA也可以对输入的图像进行预处理后再送给DSP完成后期的编码和传输功能。这样的系统中，数据流是单向传输的，如图11.1所示。

（2）按照算法流程来划分。

如果FPGA作为DSP的协处理器，那么一般采用按算法流程来划分的方法。DSP负责整个算法的调度和数据流的控制，把需要处理的数据送给FPGA，并从FPGA取回处理后的结果。

例如，在FPGA充当DSP的浮点协处理单元（FPU）的应用中，DSP芯片在需要浮点运算的时候会把数据送给FPGA去处理。当FPGA处理完成后，会通知DSP取回处理结果，如图11.2所示。

图11.1  按照数据流向来划分功能的系统框图       图11.2  按照算法流程来划分功能的系统框图

11.2.2  FPGA+DSP的系统设计流程

FPGA+DSP的双核系统设计流程的示意图如图11.3所示。

图11.3  FPGA+DSP的双核系统设计流程的示意图

从上面的图中可以看出，整个流程中比较重要的环节是FPGA与DSP的通信接口设计方法以及联合调试的注意事项。