DSP：應(yīng)用不斷拓展 競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)加劇

　　自20世紀(jì)80年代初首枚DSP芯片誕生以來，DSP器件歷經(jīng)20多年的蓬勃發(fā)展，其技術(shù)性能不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域快速擴(kuò)展，目前已經(jīng)成為數(shù)字信息時(shí)代的核心引擎。另一方面，DSP面臨的競(jìng)爭(zhēng)也在日益加劇。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，DSP技術(shù)將在充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，不斷探索新的發(fā)展空間。

性能優(yōu)勢(shì)是立足根本　　

　　高性能與低功耗，是DSP所具有的獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在DSP領(lǐng)域，存在一個(gè)Gene定律。針對(duì)DSP功耗的變動(dòng)趨勢(shì)，Gene定律認(rèn)為：DSP功耗性能比每隔5年將降低90%。衡量DSP運(yùn)算速度的指標(biāo)是MIPS(每秒百萬條指令)。1982年DSP每MIPS的功耗為250mW，到1992下降為12.5mW，而到2002年僅為0.1mW，預(yù)計(jì)到2012年將挑戰(zhàn)0.001mW。相應(yīng)DSP產(chǎn)品每MIPS的價(jià)格也持續(xù)下降。

　　上海威乾數(shù)字技術(shù)有限公司總經(jīng)理盛斌對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，DSP的高性價(jià)比是該公司選擇DSP平臺(tái)的首要原因。隨著技術(shù)的進(jìn)步，DSP的速度會(huì)越來越快，很多以前無法實(shí)現(xiàn)的算法將在嵌入式的DSP平臺(tái)實(shí)現(xiàn)并產(chǎn)品化；另外，DSP將逐步向SoC方向發(fā)展，更能夠在嵌入式產(chǎn)品中得到應(yīng)用。

　　德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍表示，隨著DSP核心的改進(jìn)，其并行處理能力得到極大的增強(qiáng)，DSP處理性能可以為主頻的多倍，如TI主頻為600MHz的DSP可達(dá)到接近5000MIPS的性能。目前TI的90納米產(chǎn)品已經(jīng)批量生產(chǎn)，將很快推出65納米產(chǎn)品，50納米技術(shù)開發(fā)進(jìn)展順利。預(yù)計(jì)20納米工藝將會(huì)在5年之內(nèi)取得突破，其最直接的表現(xiàn)就是可以在同樣面積的芯片上集成超過十億個(gè)晶體管。

　　拓展應(yīng)用領(lǐng)域

　　DSP產(chǎn)品的應(yīng)用十分廣泛，其傳統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)為3C領(lǐng)域，即通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類產(chǎn)品等領(lǐng)域。

　　DSP在占據(jù)嵌入式通信終端和基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的主導(dǎo)地位之后，其觸角已延伸至更多的嵌入式數(shù)字多媒體應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)以其完全軟件可編程的靈活性，在眾多的數(shù)字信息產(chǎn)品解決方案中發(fā)揮著越來越大的作用。

　　整體來看，DSP應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子以及無線等領(lǐng)域?qū)⒃絹碓狡占?。DSP廠商通過采用更先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，繼續(xù)發(fā)展性能更佳、易于開發(fā)并支持多處理器的DSP器件，發(fā)展需要用復(fù)雜算法對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的應(yīng)用，如自動(dòng)導(dǎo)航、全自動(dòng)化車輛、復(fù)雜的人工智能視覺系統(tǒng)以及高品質(zhì)的醫(yī)療影像等。

　　汽車應(yīng)用是DSP的另一個(gè)潛在機(jī)會(huì)。如今的汽車是數(shù)字化的汽車，內(nèi)置了幾十甚至上百個(gè)嵌入式處理器，它們通過數(shù)字網(wǎng)路相互連接，以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，如電子助力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、動(dòng)力傳送、主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)、電子氣門驅(qū)動(dòng)、引擎性能模塊等。

　　TI首席科學(xué)家Gene Frantz先生認(rèn)為：娛樂、安全和醫(yī)療電子將成為DSP三大新的應(yīng)用領(lǐng)域。音頻、視頻和通信的結(jié)合將推動(dòng)全球個(gè)人娛樂市場(chǎng)的發(fā)展。上海威乾數(shù)字技術(shù)有限公司新近推出的VC6000A系列網(wǎng)絡(luò)視頻模塊、VC6201系列、VH6000A系列、VN6000B系列網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和VC6600A系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都采用了TI的單芯片DSP，聞亭數(shù)字系統(tǒng)(北京)有限公司的新一代視頻電話開發(fā)平臺(tái)(VDPII)則是基于TI達(dá)芬奇技術(shù)(DM6446)，采用了ARM+DSP架構(gòu)。在語音識(shí)別領(lǐng)域，DSP也大顯身手。北京通特科技有限公司總經(jīng)理許華介紹，我們選擇DSP作為智能語音識(shí)別方案的開發(fā)平臺(tái)是出于以下幾點(diǎn)考慮：一是制造成本，二是運(yùn)算能力，三是片內(nèi)資源，這些使得我們選擇了DSP。

　　除娛樂之外，安全和醫(yī)療應(yīng)用也將開始出現(xiàn)和增長(zhǎng)，這兩者都將以人性化方式發(fā)展。提高這些應(yīng)用產(chǎn)品的安全性及隱私性的概念將成為發(fā)展推動(dòng)力。

仍面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)

　　隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)不斷地?cái)U(kuò)張其應(yīng)用領(lǐng)域，DSP與其他類型芯片的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。

　　在快速增長(zhǎng)的消費(fèi)電子領(lǐng)域，嵌入式通用處理器就給DSP造成了較大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。盡管許多通用處理器不具備專門的信號(hào)處理特性，但它們能夠勝任中、低程度的信號(hào)處理任務(wù)，而且嵌入式通用處理器的設(shè)計(jì)師正在把信號(hào)處理特性加進(jìn)他們的架構(gòu)之中。目前，嵌入式通用處理器的信號(hào)處理能力逐漸增強(qiáng)，一項(xiàng)信號(hào)處理應(yīng)用是采用DSP還是通用處理器就越來越取決于性能以外的因素，例如，開發(fā)工具的適用范圍和品質(zhì)、現(xiàn)成的軟件組件等常常是選擇處理器的關(guān)鍵因素。

　　DSP還面臨著FPGA的競(jìng)爭(zhēng)。在多個(gè)DSP高端應(yīng)用中，F(xiàn)PGA將扮演越來越重要的角色，例如高端通信基礎(chǔ)設(shè)施等需要大量并行運(yùn)算且對(duì)性能要求很高的應(yīng)用，F(xiàn)PGA的性能優(yōu)勢(shì)要超過獨(dú)立DSP，甚至傳統(tǒng)上總是與高成本相聯(lián)系的FPGA在某些設(shè)計(jì)應(yīng)用中比DSP方案還便宜。

　　面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，DSP產(chǎn)品除了繼續(xù)擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域之外，還必須依賴新的技術(shù)以提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。飛思卡爾半導(dǎo)體微控制器業(yè)務(wù)部高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理表示，DSP進(jìn)入了兩個(gè)發(fā)展方向：一是非常低的成本，在某種程度上與通常的MCU具備競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，具備高M(jìn)IPS的性能。芯原微電子(北京)有限公司中國(guó)區(qū)銷售副總裁廖志軍表示,FPGA因其本身的特點(diǎn)，一般情況下由于冗余邏輯的存在等，成本較高，雖然可以編程，但其設(shè)計(jì)的靈活性不如DSP。而DSP具有很好的數(shù)字信號(hào)處理能力，適合應(yīng)用于音視頻的編解碼、無線通信的基帶算法處理和VoIP的Codec等。芯原的DSP主要以可授權(quán)核的形式出現(xiàn)，幫助客戶進(jìn)行內(nèi)嵌DSP核的SoC芯片的設(shè)計(jì)。

　　華旗資訊多媒體事業(yè)部總經(jīng)理張勇峰指出，未來DSP平臺(tái)技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)在四個(gè)方面：1.集成度繼續(xù)提高，采用新工藝，改進(jìn)DSP芯核，將幾個(gè)DSP芯核、MPU芯核、專用處理單元、外圍電路單元等集成在一個(gè)芯片上，成為DSP系統(tǒng)級(jí)集成電路，這是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。2.生產(chǎn)工藝提高。3.成本下降，成本一直是產(chǎn)品所追求的。4.提高運(yùn)算速度，進(jìn)一步減低功耗。

　　目前DSP的可編程性可以使設(shè)計(jì)非常靈活，并使其不同于其他的解決方案。在多核故事不斷上演的今天，DSP同樣也在向多核轉(zhuǎn)變，特別是面向高速、高密度數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。對(duì)于不屬于高密度的應(yīng)用，將來的發(fā)展方向是SoC，達(dá)芬奇平臺(tái)就是一個(gè)SoC的典型例子。