视频和静止图像的普遍采用，以及可配置系统（如软件无线电）日益增长的需求继续驱动DSP应用的扩展。很多应用需要经济有效的DSP处理。虽然定制实现DSP功能，但在很多应用中几种功能，如FIR（有限脉冲响应）滤波器，IIR（无限脉冲响应）滤波器、FFT（快速傅里叶）和混频器是共同的。所有这些功能都需要与加、减、累加一起的乘法单元组合。FIR滤波器（图1）存储n数据单元系列，每个数据单元延迟一个附加周期。通常，这些数据单元称之为分支。每个分支与系数相乘，其结果求和产生输出。某些方法并行执行所有的乘法。更一般的方法是分为N级，用累加器从一级到下一级传递结果。这些实现方法用功能资源换取速度，取N个计算级并
在现代电子技术中，单片机与数字信号处理器（DSP）常常被用于处理视频、图像以及其他需要高速数据处理的应用。随着软件无线电等可配置系统的普及，对高效且经济的DSP处理需求持续增长。FPGA（Field-Programmable Gate Array）和专用DSP芯片成为解决这一需求的关键。
FPGA是一种可编程逻辑器件，它允许用户自定义硬件结构以适应特定的算法需求。在单片机与DSP应用中，FPGA能够灵活地实现各种功能，包括FIR滤波器、IIR滤波器、FFT和混频器。FIR滤波器是一种线性相位滤波器，它通过将输入数据与一组预设系数相乘并累加来生成输出。FIR滤波器的实现可以采用并行或分层的方式，通过优化计算级数N来平衡计算速度与资源消耗。
IIR滤波器则具有反馈路径，使其设计更为复杂但能以较小的硬件资源实现更强的滤波效果。常见的IIR滤波器结构是2阶四次方结构，可以有效地实现所需的滤波功能。
FFT（快速傅里叶变换）是计算信号频谱成分的重要工具，广泛应用于图像压缩等领域。Cooley-Tukey算法是最常见的FFT实现方式，其中Radix-2蝶形结构简化了计算过程，但需要处理复数运算，增加了实现的复杂性。
混频器在信号频率转换中扮演关键角色，通常使用复数乘法器实现。在数字环境中，I和Q分量的表示提供了效率和灵活性。
专用DSP芯片，如TI的TMS320系列，针对乘法、加法、减法和累加等核心运算进行了优化，通常配备有多个硬件乘法器。通过提升时钟速度来提升性能，以每秒MMAC（百万乘累加）作为衡量标准。在需要更高性能时，可以并行组合多个DSP引擎，这便于使用高级编程语言如C语言编写算法。
FPGA在实现DSP功能方面提供了另一种途径，如Altera的Cyclone II和Xilinx的SpartanIII FPGA家族，它们提供了乘法器功能，但可能需要额外的逻辑资源来实现加、减和累加。Lattice公司的ECP-DSP器件则专门为DSP应用设计，集成了sysDSP单元，支持多种数据宽度和操作类型，降低了资源消耗。
单片机与DSP应用中，FPGA和专用DSP芯片各有优势。FPGA的灵活性使得它可以适应多种应用场景，而专用DSP芯片则通过硬件优化提供了高效的计算能力。选择哪种方案取决于具体应用的需求，包括处理速度、成本、功耗和灵活性等因素。
