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CAPITOLO 4
Tendenze
FPGA per applicazioni DSP
Un paio d’anni fa era stato scritto che gli FPGA sarebbero entrati prepotentemente nelle applicazioni DSP. Infatti al giorno d’oggi si possono trovare blocchi DSP embedded negli FPGA , ad esempio Stratix di prima generazione dell’Altera. Ora gli FPGA sono divenuti i protagonisti del mercato DSP. [5]
Questa affermazione è suffragata dai dati resi noti da Forward Concepts: il mercato degli FPGA per applicazioni DSP è cresciuto a un ritmo pari al 26% su base annua e quest’anno è destinato a raggiungere quota 400 milioni di dollari su scala mondiale. [1]
Il trend verso la digitalizzazione si traduce in una sempre più diffusa tendenza alla realizzazione di funzioni DSP mediante FPGA.
La necessità di adeguarsi a standard in continua e costante evoluzione e la crescente pressione sui prezzi, la cui riduzione deve essere sempre accompagnata da un aumento di funzionalità e prestazioni, ha favorito l’adozione di coprocessori basati su FPGA, che sono di fatto divenuti le soluzioni più utilizzate per l’implementazione di algoritmi DSP.
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I DSP di tipo tradizionale sfruttano un’elaborazione sequenziale basata sul software per realizzare algoritmi di elaborazione digitale dei segnali particolarmente onerosi dal punto di vista computazionale.
Un approccio di questo tipo non è in grado di tenere il passo con la sempre crescente domanda di prestazioni che distingue gli attuali sistemi di comunicazione e di imaging. La maggior parte delle alternative al momento disponibili non sono esenti da difetti.
L’utilizzo di gruppi di DSP, ovvero di più DSP operanti in parallelo, ha lo svantaggio di occupare prezioso spazio a bordo della scheda e di consumare una potenza eccessiva, mentre i circuiti ASIC e ASSP richiedono tempi lunghi di sviluppo, il che comporta una lievitazione dei costi, e non hanno le doti di flessibilità necessarie per adeguarsi alle variazione degli standard e dei requisiti del sistema.
I coprocessori basati su DSP, dal canto loro, permettono di effettuare l’elaborazione in modalità parallela per supportare le elevate prestazioni richieste dal sistema, mantenendo nel contempo la necessaria flessibilità. Al posto di una matrice di processori DSP, vengono utilizzati in misura sempre maggiore un singolo DSP con un coprocessore FPGA per realizzare le applicazioni di elaborazione
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La tendenza appena descritta trova una conferma tangibile nei recenti seminari relativi a Code: DSP focalizzati sui coprocessori basati su FPGA per applicazioni di elaborazione dell’immagine e dei segnali video. Poiché i problemi relativi alla progettazione dei sistemi di imaging non possono essere risolti in maniera efficace con i tradizionali DSP, parecchi progettisti hanno deciso di adottare soluzioni basate sugli FPGA delle famiglie Stratix o Cyclone per aumentare le prestazioni e ridurre contemporaneamente dimensioni, costi e dissipazione. Continuando nel solco tracciato con l’introduzione dei dispositivi Stratix di prima generazione, i vari progettisti hanno anche la possibilità di sfruttare le potenzialità dei componenti della serie Stratix II per applicazioni di elaborazione DSP di fascia alta. Senza dimenticare gli FPGA a basso costo, ad esempio Ciclone II, che integrano moltiplicatori 18 x 18, ideali per applicazioni dove sono previsti alti volumi e il prezzo rappresenta un fattore critico.
DSP Builder, infine, mette a disposizione dei progettisti DSP un flusso di progetto semplice e intuitivo che permette di risolvere i problemi di integrazione e ridurre il time to market.
