信號處理是連接現實世界和數字運算世界的橋梁。隨著用數字信號處理實現的算法變得日益復雜，對這些算法的性能要求呈指數上升。針對成本敏感的大批量設備，比如蜂窩電話、機頂盒和電腦圖形卡等，這一要求正在大力推動非常特殊的特殊應用標準產品（ASSP）的開發。然而對許多其它設備來說，實現高性能數字信號處理的唯一選擇是通用數字信號處理器（DSP）以及最新的現場可編程門陣列（FPGA）。
　　這些設備中有許多是采用DSP實現的。雖然DSP可以通過軟件進行編程，但DSP硬件架構很不靈活。DSP的性能受很多固定硬件架構的限制，如總線性能瓶頸、固定數量的乘法累加（MAC）模塊、固定存儲器、固定硬件加速模塊和固定數據帶寬等。因此DSP的這種固定硬件架構對于許多要求定制DSP功能實現的應用來說并不適用。
　　FPGA可以為實現傳統DSP應用提供可重配置解決方案，并能比DSP提供更高的吞吐量和原始數據處理能力。由于FPGA的硬件是可配置的，因此它能在提供完整的硬件定制功能的同時實現各種DSP應用。用FPGA實現的DSP系統可以具有定制的架構、定制的總線結構、定制的存儲器、定制的硬件加速模塊和可變數量的MAC模塊。
　　自從新千年伊始，FPGA就已經擁有了專用數字信號處理（DSP）功能。過去六年來，FPGA提供的DSP性能已經提高了16倍之多，達到每秒500千兆次乘法-累加操作（GMACS）。在相同時期內，數字信號處理器的性能只從1.6GMACS提高到了目前的8GMACS。許多設備只需要少量的DSP性能，相當于類似Altera公司Cyclone II的FPGA提供的性能。不過，對于要求許多數字信號處理器的高性能設備來說，單個Altera Stratix III FPGA也能替代這些處理器，從而不僅能夠提供超過等效的DSP性能，還能顯著地減少系統功耗、以及電路板面積和成本。
　　對高性能DSP需求的關鍵驅動力來自無線通信基礎設施、視頻廣播設備、醫療成像和軍事應用。FPGA已經成為能夠滿足這些要求的首選可編程DSP平臺。
　　第三代通信基站平臺是需要使用大量DSP的系統之一，它包括了一塊射頻卡和一塊通道卡以及兩個主處理區。第三代無線通信產品大部分是寬帶產品，因此其射頻元件通常工作在線性范圍之外。先進的算法有助于滿足遠高于傳統數字信號處理器能力的處理要求。無線基礎設施中的主要設備現主要依靠FPGA實現射頻線性化處理。
　　
　　圖1：近年來FPGA與DSP性能的演變情況。
　　FPGA成為首選處理平臺的另外一個領域是WiMAX基帶處理設備，它所采用的正交頻分復用（OFDM）技術的巨大運算要求只能用特殊應用集成電路（ASIC）或FPGA才能滿足。由于ASIC太貴，開發風險很大，因此FPGA成為了WiMAX市場的贏家。
　　使FPGA成為DSP領域理想解決方案的關鍵性能是什么？大量的乘法器、高的片上存儲器帶寬、大量I/O帶寬以及由于可編程邏輯帶來的獨特且完全靈活的FPGA架構都確保了沒有其它可編程技術可以提供相同的DSP性能。與其它半導體解決方案相比，FPGA可以在更低的功耗下提供最高性能的可編程DSP功能，同時還能降低系統成本和減小電路板面積。
　　系統設計師可以用一片或幾片FPGA開發出一塊原本要數十塊DSP和可能多塊電路板才能實現的電路板。因為FPGA支持在相同封裝內的縱向移植，因此可以在無需多電路板設計的條件下很容易將單板和系統設計從低端功能升級到最高功能。這種靈活性是很大的優勢，因為它能減小產品線工程設計和驗證成本。