硬件設計者已經(jīng)開始在高性能DSP的設計中采用FPGA技術(shù)，因為它可以提供比基于PC或者單片機的解決方法快上10-100倍的運算量。以前，對硬件設計不熟悉的軟件開發(fā)者們很難發(fā)揮出FPGA的優(yōu)勢，而如今基于C語言的方法可以讓軟件開發(fā)者毫不費力的將FPGA的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。這些基于C語言的開發(fā)工具可以比基于HDL語言的硬件設計更節(jié)省設計時間，同時不需要太多的硬件知識。由于具有這些優(yōu)勢，F(xiàn)PGA技術(shù)不僅可使這些器件作為I/O器件的前端，F(xiàn)PGA還可實現(xiàn)大量的高帶寬和運算密集型應用的實時處理。此外，F(xiàn)PGA還可很緊密地與板上存儲器結(jié)合，并在一塊電路板上集成多個器件。更好的是，F(xiàn)PGA電路板可通過新興的串口通訊標準進行通訊，如RapidI/O或者PCIX。這些最新技術(shù)可讓基于FPGA的系統(tǒng)比現(xiàn)有的多CPU和DSP系統(tǒng)的性價比高出一個數(shù)量級。因此，在用CPU和DSP解決高帶寬和算法密集問題的場合中，例如醫(yī)療成像、工業(yè)應用以及軍用聲納和雷達等，經(jīng)常使用FPGA。設計者利用這些新型的基于C語言的開發(fā)工具來開發(fā)DSP(在一塊PCI板上安裝單塊或多塊FPGA處理器)，就可以實現(xiàn)前面提到的改進性能以及更短的面世時間。這篇文章向設計者展示了如何利用C語言工具在基于FPGA的系統(tǒng)中實現(xiàn)信號處理，并一步一步向開發(fā)者說明在多FPGA系統(tǒng)中實現(xiàn)算法密集型信號處理程序的過程。利用C語言對FPGA計算解決方案進行編程，能將把程序的執(zhí)行時間從12分鐘減少到僅為2秒。
1通過C語言與硬件進行接口
假設您在設計一個算法密集的信號處理程序，例如分析上千公里長公路的裂縫。這種應用需要用到正/逆向霍夫變換的算法，該算法還可對航拍圖片中的河流和街道以及半導體表面的瑕疵進行定位。如果你正使用基于奔騰4和WindowsXP的PC、帶有多個FPGA的PCI板(例如Tsunami板)、C語言開發(fā)環(huán)境和Handel-C(Celoxica開發(fā)環(huán)境)來進行設計，并假設你對HDL硬件語言所知甚少，卻熟悉基于FPGA設計的一些基礎知識。設計過程要從C語言代碼的編寫開始，然后將代碼轉(zhuǎn)化成Handel-C，并在PC上進行仿真，最終在多FPGA處理器上運行測試。
