DSP的发展历程.

1DSP的发展历程DSP发展历程大致分为三个阶段：70年代理论先行,80年代产品普及,90年代突飞猛进。在DSP出现之前数字信号处理只能依靠MPU来完成。因此,直到70年代,有人才提出了DSP的理论和算法基础。随着大规模集成电路技术的发展,1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。这种DSP器件采用微米工艺NMOS技术制作,虽功耗和尺寸稍大,但运算速度却比MPU快了几十倍,尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP芯片的问世是个里程碑,它标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至80年代中期,随着CMOS技术的进步与发展,第二代基于CMOS工艺的DSP芯片应运而生,其存储容量和运算速度都得到成倍提高,成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80年代后期,第三代DSP芯片问世,运算速度进一步提高,其应用于范围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代DSP发展最快,相继出现了第四代和第五代DSP器件。现在的DSP属于第五代产品,它与第四代相比,系统集成度更高,将DSP芯核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP芯片不仅在通信、计算机领域大显身手,而且逐渐渗透到人们日常消费领域。经过20多年的发展,DSP产品的应用已扩大到人们的学习、工作和生活的各个方面,并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。目前,对DSP爆炸性需求的时代已经来临,前景十分可观。2DSP的应用领域DSP应用广泛,其主要应用市场为3C(Communication、Computer、Consumer-通信、计算机、消费类领域,合占整个市场需求的90%。2．1数字蜂窝电话数字蜂窝电话是DSP最为重要的应用领域。由于DSP具有强大的计算能力,使得移动通信的蜂窝电话重新崛起,并创造了一批诸如GSM、CDMA等全数字蜂窝电话网。由于采用DSP技术,蜂窝电话的更新换代变得更为容易,只需在统一的硬件平台基础上,通过软件的不断升级而生产出各式各样的新款手机。2．2Modem在Modem器件中,DSP更是成效卓著。56Kbps的Modem才问世三年,最近又开发出ADSLModem,其传输速率已高达6.3Mbps,且具有接收动态图像能力。ADSLModem不仅可以使更多的用户上因特网,而且使以前需10分钟下载的文件变得只需短短的5秒钟。2．3PC机可编程多媒体DSP是PC领域的主流产品。以XDSLModem为代表的高速通信技术与MPEG图像技术相结合,使得高品位的音频和视频形式的计算机数据有可能实现实时交换。目前的硬盘空间大得简直是“海量”,这主要得益于CDSP（可定制DSP）的巨大作用。预计在今后的PC机中,一个DSP即可完成全部所需的多媒体处理功能。2．4消费类电子产品DSP是消费类电子产品中的关键器件。由于DSP的广泛应用,数字音响设备的更新换代周期变得如此短暂。用于图像处理的DSP,目前已形成一个品种不少的产品群。一种是JPEG标准的静态图像数据处理DSP;另一种是用于动态图像数据处理的DSP。3.DSP的市场规模DSP市场正处于高速成长的阶段。在数字化、个人化和网络化的推动下,1997年世界DSP市场营销额超过32亿美元,预计未来的年均增长率高达40%,按照这一增长速度,至2007年,世界DSP市场营销额将突破500亿美元。在全球DSP产品市场中,TI公司独占鳌头,占世界市场45%的份额,其次是朗讯（28%）、ADI（12%）、摩托罗拉（12%）、其他公司（3%）。3．1TI独占鳌头TI（TexasInstruments）公司是DSP业界公认的龙头老大。TI产品遍及全球,每2个数字蜂窝电话中就有1个采用TI产品,全世界90%的硬盘和33%的Modem均采用TIDSP技术。1997年,TI公司的两项重大投资项目夯实了其地位不可动摇。一是设立1亿美元的风险基金,支持那些需要启动资金的DSP应用企业,为掀起DSP的应用高潮打下坚实的基础。二是启动500万美元的全球大学科研基金,用于支持各高校的DSP教育。TI已在国内十余所大学建立了DSP实验室和技术中心。可以这么讲,TI将未来的前途押在DSP事业上。TI独占鳌头I（TexasInstruments）公司是DSP业界公认的龙头老大。TI产品遍及全球,每2个数字蜂窝电话中就有1个采用TI产品,全世界90%的硬盘和33%的Modem均采用TIDSP技术。1997年,TI公司的两项重大投资项目夯实了其地位不可动摇。一是设立1亿美元的风险基金,支持那些需要启动资金的DSP应用企业,为掀起DSP的应用高潮打下坚实的基础。二是启动2500万美元的全球大学科研基金,用于支持各高校的DSP教育。TI已在国内十余所大学建立了DSP实验室和技术中心。可以这么讲,TI将未来的前途押在DSP事业上。3．2朗讯不甘示弱朗讯（Lucent）公司的DSP业务主要集中在通信产品上,在看好GSM移动电话市场的同时,已经将目光移向下一代移动通信系统CDMA。在下一代ADSLModem的开发工作中,朗讯也不甘示弱,目前已投入该市场。3．3ADI紧追不舍ADI（AnalogDevicesInc.模拟器件公司）紧紧瞄准DSP技术的发展方向,不断开发新产品,并声称在每一个DSP市场上与TI公司较量,力争成为DSP业界的Intel。ADI制定了一系列计划并进行了广泛宣传,以通过大量消费类设备来定位自己的客户对象和应用方向。ADI另一个重要目标是车载移动电话设备,在该领域,ADI处于领先地位。4.DSP技术展望4．1系统级集成DSP是潮流缩小DSP芯片尺寸始终是DSP的技术发展方向。当前的DSP多数基于RISC（精简指令集计算）结构,这种结构的优点是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP厂商纷纷采用新工艺,改进DSP芯核,并将几个DSP芯核、MPU芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上,成为DSP系统级集成电路。TI公司的TMS320C80代表当今DSP领域中的最高水平,它在一块芯片上集成了4个DSP、1个RISC处理器、1个传输控制器、2个视频控制器。这样的芯片通常称之为MVP（多媒体视频处理器）。它可支持各种图像规格和各种算法,功能相当强。4．2可编程DSP是主导产品可编程DSP给生产厂商提供了很大的灵活性。生产厂商可在同一个DSP平台上开发出各种不同型号的系列产品,以满足不同用户的需求。同时,可编程DSP也为广大用户提供了易于升级的良好途径。人们已经发现,许多微控制器能做的事情,使用可编程DSP将做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣机,这些原来装有微控制器的家电如今已换成可编程DSP来进行大功率电机控制。据统计,去年的可编程DSP销售额占了整个DSP市场的40%份额,预计今后的比重将逐年增大,到2001年可望占据整个DSP销售额的半边江山。4．3追求更高的运算速度目前一般的DSP运算速度为100MIPS,即每秒钟可运算1亿条指令。但仍嫌不够快。由于电子设备的个人化和客户化趋势,DSP必须追求更高更快的运算速度,才能跟上电子设备的更新步伐。DSP运算速度的提高,主要依靠新工艺改进芯片结构。目前,TI的TM320C6X芯片由于采用VLIW（VeryLongInstructionWord超长指令字）结构设计,其处理速度已高达2000MIPS,计划今年年中批量生产,这是迄今为止的最高速度。当前DSP器件大都采用0.5μm--0.35μmCMOS工艺,按照CMOS的发展趋势,DSP的运算速度再提高100倍（达到1600GIPS）是完全有可能的。4．4定点DSP是主流从理论上讲,虽然浮点DSP的动态范围比定点DSP大,且更适合于DSP的应用场合,但定点运算的DSP器件的成本较低,对存储器的要求也较低,而且耗电较省。因此,定点运算的可编程DSP器件仍是市场上的主流产品。据统计,目前销售的DSP器件中的80%以上属于16位定点可编程DSP器件,预计今后的比重将逐渐增大。