DSP性能提升 將成數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)品核心引擎

DSP應(yīng)用不斷拓展

　　DSP將全面覆蓋嵌入式數(shù)字信息市場(chǎng)，可以取代常規(guī)處理器CPU，甚至可以沖擊單片機(jī)MCU、ASIC的市場(chǎng)；

　　圖像和聲音處理為DSP展開(kāi)巨大的市場(chǎng)空間。

　　鄭小龍 隨著DSP性能的提高，其功耗與價(jià)格的不斷降低，DSP將全面覆蓋嵌入式數(shù)字信息市場(chǎng)，可以取代常規(guī)處理器CPU，甚至可以沖擊單片機(jī)MCU的市場(chǎng)，同時(shí)也可以有效地抵御專(zhuān)用定制芯片ASIC的競(jìng)爭(zhēng)。可以看到未來(lái)的新興應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)字智能化視頻監(jiān)控、數(shù)字媒體適配器、數(shù)字可視電話、數(shù)字高保真音頻、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化音樂(lè)、數(shù)字化遠(yuǎn)程醫(yī)療、生物特征識(shí)別，還有數(shù)字化智能家庭、遠(yuǎn)程媒體化教育、汽車(chē)智能視覺(jué)等等。

　　黃耀君 圖像和聲音處理為DSP展開(kāi)巨大的市場(chǎng)空間。工業(yè)控制中也用到越來(lái)越多的DSP,這是由于數(shù)字控制的需求，以及近年來(lái)材料價(jià)格的下降而帶來(lái)的更易于被采用。

　　我們的DSP包括16位的56F8xxx系列，面向工業(yè)應(yīng)用如電機(jī)控制、數(shù)字電源供給、電表、UPS等等。24位563xxx系列多面向聲音和圖像處理。

　　DSP非常適合需要會(huì)聚能力的終端產(chǎn)品，如多格式音頻、視頻、語(yǔ)音與圖像處理；多模式基帶與分組處理；控制處理以及實(shí)時(shí)安全。ADI公司提供各種DSP產(chǎn)品，以滿足若干不同市場(chǎng)的特殊技術(shù)需求。其Blackfin家族產(chǎn)品采用新一類(lèi)16位/32位嵌入式處理器。

　　我們認(rèn)為，DSP發(fā)展中還需要三方面的推動(dòng)：利用信息、進(jìn)行培訓(xùn)以及利用參考設(shè)計(jì)。

　　為了解決第一個(gè)問(wèn)題，ADI公司最近對(duì)公司網(wǎng)站進(jìn)行了更新。目前，該網(wǎng)站可以提供有關(guān)公司產(chǎn)品的更詳細(xì)信息，包括技術(shù)論文、全面的技術(shù)支持知識(shí)庫(kù)、應(yīng)用注釋數(shù)據(jù)庫(kù)以及“同行交流”網(wǎng)頁(yè)，這些將為研究開(kāi)發(fā)人員提供應(yīng)用與設(shè)備的具體案例，諸如音頻、數(shù)字家電或無(wú)線手機(jī)。

　　我們也明白，高效的本土化培訓(xùn)是中國(guó)市場(chǎng)成功的必備條件。這也是ADI公司與中國(guó)大學(xué)建立良好伙伴關(guān)系的原因。這樣，才能提供從入門(mén)到高級(jí)等各級(jí)別的高質(zhì)量設(shè)施，而且這些實(shí)驗(yàn)室與教室易于使用。此外，我們還通過(guò)Blackfin在線學(xué)習(xí)與發(fā)展網(wǎng)頁(yè)廣播，提供各種在線培訓(xùn)。

　　最后，競(jìng)爭(zhēng)激烈的中國(guó)市場(chǎng)要求第三方參考設(shè)計(jì)能夠易于使用。這樣，可以降低開(kāi)發(fā)成本，并加快贏利速度。為滿足這一需求，ADI公司進(jìn)行了大量投資，以發(fā)展強(qiáng)大的第三方公司網(wǎng)絡(luò)，降低客戶為各種應(yīng)用與市場(chǎng)提供硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品、算法以及設(shè)計(jì)服務(wù)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。我們的伙伴還對(duì)ADI公司的嵌入式處理器以及數(shù)字信號(hào)處理器提供咨詢服務(wù)與商用現(xiàn)貨產(chǎn)品。

DSP性能提升

　　DSP在第一個(gè)十年后每MISP的功耗就縮小了1/20，第二個(gè)十年就又縮小了1/125，預(yù)計(jì)第三個(gè)十年將再縮小兩個(gè)數(shù)量級(jí)；

　　當(dāng)花0.3美分就可以買(mǎi)到MIPS性能DSP的時(shí)候，就將是DSP真正成為大眾化的數(shù)字消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品核心引擎的新階段。

　　鄭小龍 從DSP的歷史進(jìn)程來(lái)看，全面的技術(shù)創(chuàng)新是突破各種瓶頸從而持續(xù)擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵。TI在1982年首度推出商用DSP，然后每隔十年都可以看到新的飛躍。在半導(dǎo)體工藝方面，DSP集成芯片的工藝線寬已經(jīng)由微米縮小到納米量級(jí)。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(kāi)發(fā)進(jìn)展順利。預(yù)計(jì)20納米工藝將會(huì)在五年之內(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出超過(guò)10億個(gè)晶體管。早期的DSP主頻與處理性能相同，如在1992年主頻為40MHz的DSP其性能也就為40MIPS，即每秒實(shí)現(xiàn)4000萬(wàn)次運(yùn)算。然而隨著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。

　　TI目前DSP的主頻時(shí)鐘已能達(dá)到1.1GHz，而由于工藝的改進(jìn)其功耗并沒(méi)有成為障礙，相反每MIPS的功耗卻在不斷降低。DSP在第一個(gè)十年后每MISP的功耗就縮小了1/20，第二個(gè)十年就又縮小了1/125，預(yù)計(jì)第三個(gè)十年將再縮小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　再來(lái)看DSP價(jià)格和性能的比較，曾經(jīng)每MIPS高達(dá)30美元時(shí)只適合于高精尖的應(yīng)用，而當(dāng)降到38美分時(shí)，在民用市場(chǎng)終于可以有一席之地。當(dāng)我們驚喜地發(fā)現(xiàn)DSP每MIPS竟然可以為2美分時(shí)，其實(shí)DSP已經(jīng)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用在數(shù)字信息產(chǎn)品中，并已經(jīng)在改變著人們的工作和生活的方式。當(dāng)花0.3美分就可以買(mǎi)到MIPS性能DSP的時(shí)候，就將是DSP真正成為大眾化的數(shù)字消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品核心引擎的新階段。

DSP與MCU、FPGA競(jìng)爭(zhēng)升級(jí)

　　DSP進(jìn)入了非常低的成本，在某種程度上與通常的MCU一樣具備競(jìng)爭(zhēng)力；

　　DSP還是難以被FPGA所取代。

　　黃耀君 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。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。

　　鄭小龍 DSP與FPGA同為可編程器件，其中前者屬于DSP是軟件可編程處理器，而后者屬于硬件可編程器件。當(dāng)然在一些復(fù)雜的應(yīng)用中DSP也確實(shí)需要增加一些處理單元來(lái)協(xié)調(diào)工作，而FPGA自然是一種選擇。FPGA在發(fā)展中確實(shí)需要考慮增加軟件處理單元以增加實(shí)現(xiàn)一些算法標(biāo)準(zhǔn)的靈活性?？墒且话愣?，對(duì)于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品往往FPGA的價(jià)格偏高，另外DSP類(lèi)產(chǎn)品更新?lián)Q代比FPGA更容易，因此DSP還是難以被FPGA所取代。

　　DSP在產(chǎn)品規(guī)劃中硬件結(jié)構(gòu)不會(huì)有太大變動(dòng)，而軟件具有更多的兼容性和再用性，因此許多廠商愿意以之為核心，而采用FPGA或PLD作為輔助處理單元。業(yè)界知名的FPGA廠商Xilinx和Altera就將TI的視為合作伙伴，因?yàn)樗麄冎肋@樣的合作可以起到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果，有利于其市場(chǎng)推廣。

　　FPGA確實(shí)是在不斷提高它們的效率并降低成本。但是，對(duì)于消費(fèi)市場(chǎng)典型的大容量的產(chǎn)品而言，ASIC設(shè)計(jì)仍然還是提供最佳投入回報(bào)和最低功耗的解決方案。音視潮公司正不斷進(jìn)行項(xiàng)目研究，以期將FPGA的優(yōu)點(diǎn)融入他們的可配置VLIW體系結(jié)構(gòu)中。如果可能的話，那么將來(lái)的用戶可以既不舍棄ASIC設(shè)計(jì)在成本和功耗上的優(yōu)勢(shì)，又可盡情享受PFGA技術(shù)的靈活性。

供應(yīng)商各具優(yōu)勢(shì)

　　ADI公司的所有產(chǎn)品都集高性能、低功耗以及低成本特點(diǎn)于一體。

　　用TI的DSP產(chǎn)品，客戶可以有更多的產(chǎn)品平臺(tái)選擇空間，以滿足產(chǎn)品特色化、差異化。

　　ADI公司的所有產(chǎn)品都集高性能、低功耗以及低成本特點(diǎn)于一體。

　　ADI公司的SHARC處理器已為高性能浮點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行了最優(yōu)化，具有卓越的核心與存儲(chǔ)性能以及突出的I/O吞吐量。在中國(guó)市場(chǎng)，SHARC處理器已經(jīng)用于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，如電源監(jiān)視、測(cè)試與測(cè)量。

　　ADI的TigerSHARC處理器能夠?yàn)槎嗵幚響?yīng)用提供最高的性能密度，其每秒浮點(diǎn)運(yùn)算達(dá)10億字節(jié)以上(峰值性能)。在中國(guó)市場(chǎng)，TigerSHARC處理器主要用于醫(yī)療產(chǎn)品與無(wú)線基站。當(dāng)然，產(chǎn)品定價(jià)取決于具體應(yīng)用與數(shù)量。我們提供的高性能Blackfin/SHARC數(shù)字信號(hào)處理器每塊僅需5美元。

　　Blackfin處理器的另一個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是軟件的靈活性。同更多的“僵硬”芯片結(jié)構(gòu)相比，Blackfin處理器允許用戶添加新的特性與功能，只需簡(jiǎn)單地更新軟件即可實(shí)現(xiàn)。用戶不必增加另外的芯片或等待新的ASIC。這是Blackfin處理器成為MP4產(chǎn)品理想選擇的原因，因?yàn)樗沟弥圃焐棠軌蚋菀浊腋杆俚貫楫a(chǎn)品增加新的特性。正是這個(gè)優(yōu)勢(shì)，使得利用Blackfin處理器生產(chǎn)的便攜式電子產(chǎn)品，成為同類(lèi)產(chǎn)品中第一個(gè)提供高級(jí)游戲功能的產(chǎn)品。這也是利用Blackfin處理器生產(chǎn)的便攜式電子產(chǎn)品率先提供移動(dòng)電視功能的原因，這只需升級(jí)軟件并增加一個(gè)調(diào)諧器。

　　黃耀君 飛思卡爾擁有16位和24位DSP平臺(tái)。在16位平臺(tái)上面，飛思卡爾面向工業(yè)控制處理將MCU功能嵌入數(shù)字信號(hào)處理功能。針對(duì)56F8xxx，飛思卡爾將著眼于更小尺寸并帶來(lái)更低的成本、更高的MIPS和更低的功率。

　　鄭小龍 作為全球DSP的領(lǐng)先者，TI已經(jīng)積累了超過(guò)25年的經(jīng)驗(yàn)，并且在業(yè)界久負(fù)盛名。采用TI的DSP產(chǎn)品，客戶可以有更多的產(chǎn)品平臺(tái)選擇空間以滿足產(chǎn)品特色化、差異化，以及方便地升級(jí)換代。另外TI的DSP在業(yè)界具有最堅(jiān)實(shí)的客戶基礎(chǔ)，目前全球有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工程師熟悉TI的DSP軟硬件設(shè)計(jì)，并且正在基于DSP平臺(tái)開(kāi)發(fā)各種新型的產(chǎn)品。還有，TI的DSP第三方網(wǎng)絡(luò)極為龐大，而且得益于TI所推進(jìn)的eXpressDSP的開(kāi)發(fā)理念。面向未來(lái)，可以期待TI在DSP的技術(shù)和應(yīng)用上將有新的超越。

　　德州儀器(TI)針對(duì)視頻安全監(jiān)控應(yīng)用推出了TMS320DM647與TMS320DM648兩款全新達(dá)芬奇(DaVinciTM)技術(shù)數(shù)字信號(hào)處理器(DSPs)。TI致力于通過(guò)領(lǐng)先的軟硬件技術(shù)、工具與支持不斷推動(dòng)數(shù)字視頻市場(chǎng)創(chuàng)新，以滿足包括數(shù)碼錄像機(jī)(DVR)、IP視頻服務(wù)器、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與高性能成像應(yīng)用等在內(nèi)的多通道視頻安全與基礎(chǔ)局端應(yīng)用的要求。兩款新品建立在TI最新TMS320C64x+TM DSP內(nèi)核基礎(chǔ)上，為基于TMS320DM642的現(xiàn)有視頻處理應(yīng)用提供了無(wú)縫移植路徑，在降低整體成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能雙倍提升。最新處理器集成更多新功能，并使視頻系統(tǒng)材料清單(BOM)成本降低40美元。

　　新型處理器還支持雙視頻流功能，每個(gè)視頻通道都能同時(shí)支持監(jiān)控與錄制流。