随意略读，或跳到最后。我意识到我确实走了一点！

通常，您不会使用软处理器来代替DSP 的东西。专用硬件通常可以更快地处理大量数据，因为您会将其设计为非常好地完成特定任务，而不是成为通用 CPU。

软处理器进入其元素的地方是控制和协调。

如果你要设计一个需要处理大量数据的系统，比如说高帧率图像采集，不可能使用软核处理器来处理所有数据，只会有太多的开销在 CPU 中。您要做的是设计专用固件来完成所需的特定采集任务（例如过滤数据、存储到内存等）。

但是，您仍然需要某种方式来指示它何时执行操作 - 您何时想要捕获，设备是否被指示卸载数据等。这些事情在专用硬件中不是很容易做到，如果有带有用户输入的事件序列，基本上是不一遍又一遍地做同样事情的任务。在这种情况下，您将使用软核处理器，因为为某些任务编写过程代码要容易得多。

另一个（真实）示例，我一直在研究通过 PCIe 流式传输数据的超声采集系统。它执行的任务是从用户那里传达的，并且系统的各个部分都需要配置。系统的协调不需要大量数据，而是需要灵活性，因此它非常适合在这种情况下使用 C 编程的软核 CPU。在物理硬件中做同样的事情需要大量资源其中大部分将不经常使用，因此与 CPU 相比没有任何好处。

值得注意的是，某些任务可能会因用户输入而异，但在专用硬件中仍然更好。事实上，代码的一部分（编程 DMA 控制器以在触发时存储数据）最初是在 CPU 中用大约 15 行代码完成的，但由于需要在触发发生的那一刻完成该位，因此使用的 CPU 可能是忙于其他事情并不理想。相反，该任务被编程到 Verilog 模块中，但在此过程中变成了一个庞大的 500 行状态机，具有大约 15 个状态和支持逻辑的整个堆负载 - 不是真的。但是，即使它消耗了更多的资源，它也是时间紧迫的，因此也是必要的。

同样，我需要时钟周期准确的触发生成，因此执行该任务的模块是系统的一部分，而不是在 CPU 中执行。这个内核和上面的内核都是如何使用 CPU 执行某些任务的示例，但对于其他关键任务，您可以开发硬件来补充CPU - 就像在微控制器中拥有计时器等一样。

所以总结一下：

FPGA 是非常灵活的工具，但大多数设计需要软核 CPU、可配置模块（例如定时器）和专用单任务硬件的组合。

CPU 非常适合用户交互、控制事件顺序、配置控制器。他们就像协调者，大脑。

一些设计可能需要执行一些相当重复的任务，这些任务可以配置为适合不同的输入 - 定时器模块、字符显示、按钮去抖动等。这些可以很容易地用 CPU 完成，但如果你想准确地完成其中的几个一旦变得更加棘手 - 他们正在共享相同的 CPU 资源。因此，您可以将它们移到与 CPU 紧密相连的专用硬件中 - 让 CPU 有机会执行其他任务。这些有助于 CPU 完成其工作并与周围环境（如感官）进行交互。

专用 DSP、数据传输 (DMA) - 基本上任何以高速一遍又一遍地做同样事情的任务 - 可以真正受益于速度和功率方面的专用逻辑。这些就像设备的肌肉，可以完成所有繁重的工作。

您将不得不原谅我的漫无边际，但我确实喜欢 EE 的这个领域。希望以上内容是可以理解的，并让您对 FPGA 的精彩世界有一些额外的了解。

正如 Tom 所提到的，MicroBlaze 与其说是替换 DSP，不如说是替换可能在板上的传统微控制器。

这是因为 MicroBlaze 软处理器内核不是 DSP 的特别好的替代品，因为它缺乏特殊的 DSP 功能，例如 MAC（乘法和累加）指令、循环缓冲区、位反转寻址和饱和逻辑。

因此，单独的 DSP 软核（例如本文中针对 Xilinx Virtex-4 描述的软核）将是更好的选择。

许多 DSP 设计将受益于同时拥有两个软核，因为即使不是大多数包括 FPGA 的数字设计也需要某种通用微控制器。只要 FPGA 中有足够的可用资源（见下文），诸如 MicroBlaze 之类的软处理器不仅消除了 BOM 中的一部分（当然还有相关的成本），而且还释放了 FPGA 上的引脚，因为有FPGA和微控制器之间无需互连。两个部分之间的走线所需的空间也被释放。

MicroBlaze 可以在Virtex-5 上以 210 MHz 运行。带有 MMU 的版本可以运行 Linux。最小的 MicroBlaze 需要大约 600 个 LUT，如果添加 FPU、MMU、缓存和其他好东西，可以增长到 4000 个。上面提到的 DSP 软处理器使用了 1700 个 LUT。

由于Virtext-5 FPGA可以有 30,000 到超过 200,000 个 LUT，即使包括这两个软核也只占芯片的一小部分。如果需要，将两者结合起来允许传统操作和 DSP 操作并行进行，但代价是两者之间的同步会增加一些复杂性。

只要您在 Xilinx FPGA 上使用 MicroBlaze 的 IP 并获得 ISE 设计套件嵌入式版本（或同等产品）的许可，它就可以免费使用。