DSP应用领域

DSP技术应用领域及在我国的市场前景DSP技术应用领域及在我国的市场前景摘要：DSP技术已成为目前电子工业领域发展最迅速的技术，在各行各业的应用越来越广泛，在我国的市场全景也越来越广阔，了解和学习DSP技术知识也越来越重要。本文简要介绍了DSP技术的应用领域和其在我国的市场前景情况。关键字：DSP技术信息处理移动电话数据调制解调器图形图象处理磁盘性能声音压缩发展趋势DSP是目前电子工业领域增长最迅速的产品之一，据世界半导体贸易统计组织(WSTS)发布的统计和预测报告显示，1996~2005年，全球DSP市场将一直保持稳步增长，其中，2000年的增长率为37%，2001年为8%，并且从2001年到2005年，增长率将逐年递增，2005年的增长率达34%。因此，全球DSP市场的前景非常广阔，DSP产业将成为21世纪最具发展潜力的朝阳产业。近年来，随着DSP芯片产品价格的不断下滑，使DSP能够从以往的军用领域迅速拓展到民用领域，例如应用于计算机、网络、移动电话、调制解调器和磁盘驱动器以及众多的消费电子产品。例如：一、数字化移动电话数字化移动电话尽管花样繁杂，但基本上可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。虽然数字化高速移动通过标准很多，但当今普遍应用的是欧洲GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）标准。俗称GSM标准的数字化蜂窝电话，叫作数字化大哥大，它具备国际漫游功能，给用户带来使用大哥大的方便。现正在扩展数据通信服务能力以及它与ISDN系统兼容性。低速移动电话就其实质而论。它是数字化无绳电话，仍然保持模拟式无绳电话的子母式结构：子机亦称为手机，可以距母机为百米左右半径内的空间里自由步行移动情况下实现通过话；母机也称为基地站，可作为家庭里的留守电话，也可悬挂在商店的墙壁上，街道的电线柱上，广为分布。由统一的交换设施进行管理，实现无缝交递（SeamlessHandOn）功能。这类低速移动电话式标准很多。数字化移动电话（包括高速和低速）的每个手机，都要用至少1个DSP器，因此，高速发展的数字化移动电话急需极为大量的DSP器件。二、数据调制解调器数字信号处理器的传统应用领域之一，就是调制解调器。调制解调器作为联系通信与多媒体信息处理系统的纽带，日益受到重视。利用PC机通过调制解调器经由电话线路，实现拨号连接Internet已是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加，一度致使28．8Kbps的调制解调器成为市场上的脱销产品。特别是由PC机上利用浏览程序调用活动图像信息时，期望使用数据传送速度更高的调制解调器。为适应这种新需求，国际上已制订出高速（33．6Kbps）调制解调器国际标准。这就意味，在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。三、磁盘／光盘控制器需求随着多媒体信息化的发展，各种信息存储媒体产品都应运而生，诸如磁盘存储器、CD－ROM和DVD（DigitalVersatileDisk）－ROM新产品纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD，存储容量已相当可观，大型HDD姑且不谈，就连普通PC机的HDD的存储容量已高在1GB以上，详见照片4。小型HDD向高密度、高存储容量和高速存取方向发展，其控制器必须具备高精度和高速响应特性，它所用的DSP性能也是今非昔比，高速DSP是必不可少的关键性器件。四、图形图像处理需求DVD里应用的活动图像压缩／解压缩用MPEG2编码／译码器，同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。在这些领域里，应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩／解压技术也日新月异，例如，DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现，要求相应的高性能DSP。最近，日本各大学和高技术企业对于开发虚拟现实VR系统，投入相当力量，利用现代计算机图像学CG生成3维图形，迫切需要多个DSP并行处理系统。其中，系统里的结点DSP单元，要求采用与并行处理相适应的体系结构。五、汽车电子系统及其它应用领域汽车电子系统日益兴旺发达起来，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出来，供驾驶人员参考。六、声音处理。声音数字压缩技术早已获得应用，其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。但由于它只能压缩50%数字，因此仍未足以应付未来计算机应用。DSP已经在音效应用中得到广泛采用，而且大部分应用于音效产品的技术，例如应用于多媒体音效卡。NEC公司推出了控制声音区域的DSP，可以应用于音效卡。新加坡音效卡供应商CreativeTechnology的技术销售专家IanSkelton强调指出，DSP面市后，语音便成了工作重点。改进DSP，就能改进语音的吞吐量，从而减轻PC的负荷及改进语音。目前，CreativeTechnolgy正从事语音和多媒体等方面的研究，让用户感到更方便。未来10年，全球DSP产品将向着高性能、低功耗、加强融合和拓展多种应用的趋势发展，DSP芯片将越来越多地渗透到各种电子产品当中，成为各种电子产品尤其是通信类电子产品的技术核心，将会越来越受到业界的青睐。据TI预测，到2010年，DSP芯片的集成度将会增加11倍，在单个芯片内将能集成5亿只晶体管。目前DSP的生产工艺已开始从0.35mm转向0.25mm、0.18mm、0.10mm，预计到2005年，TI生产DSP芯片的工艺将达到0.075mm的更高水平，届时，将能够在一块仅有拇指大小的单个芯片上集成8个TMS320DSP内核。ADI公司副总裁BenNaskar指出:“面对新世纪的网络产品、消费类电子产品以有无线通信等领域不断涌现的新应用，DSP产品在不断地提高性能和增加功能的同时，正在不断地降低功耗和减小体积，以便适应市场的需求。”DSP在我国业同样有很好的市场前景：目前，国外众多厂商涉足我国DSP产品市场，我国的DSP应用已有了相当的基础，有10多家集成电路设计企业从事数字信号处理系统(DSP)及相关产品的开发与应用。从应用范围来说，数字信号处理器市场前景看好。DSP不仅成为手机、个人数字助理等快速增长产品中的关键元件，而且它正在向数码相机和电机控制等领域挺进。随着DSP芯片的品种和技术档次不断提高以及向多功能化、高性能化、低功耗化放向发展，DSP日益进入人们的生活，在未来相当长的一段时间，我国DSP市场将蓬勃发展，今后几年市场销售额仍将保持40％以上的增长率，具有良好的市场前景。当前虽然DSP无论是作为一种成熟的技术还是一种成熟的产品均已成为数字信息时代的主流，但是其市场化拓展还存在这巨大的空间。DSP的三大要素即性能、价格和功耗与其市场拓展息息相关。挑战更高的性能，尽可能降低价格和功耗，永远是DSP追求的目标。下面将每十年DSP性能、规模、工艺、价格的变动和及应用概括如下：年代1980199020002010速度（MIPS）540500050000RAM(字节)2562K32K1M规模（门）50K500K5M50M工艺（微米）30.80.10.02价格（美元）$150.00$15.00$5.00$0.15目标应用工业仪器军事调制解调器硬盘驱动器数字答录机蜂窝电话等多媒体网关数字相机智能电话数字广播等新一代手机流媒体设备数字电视机等等…可以看出在各个时代，DSP性能随集成度的增加而提高，而价格却一直在下降。DSP突出的性能价格比趋势似乎也在很好地演绎着Moore定律。从不断扩大的目标应用来看，DSP在数字信息产品的市场地位越来越重要。当今DSP之所以可以在嵌入式应用方面挑战微处理器CPU，在数字控制方面可挑战单片机MCU，还在于DSP结构体系已实现多样性。DSP既有追求高性能并行结构，也有追求低功耗的省点核心；DSP中不仅可以集成闪存、数据转换器和多种接口，还可以集成CPU核心、视频和音频接口。软件可编程性始终是DSP市场拓展的关键。目前DSP开发工作中的80%以上已是软件工作。数字信息产品中需要应用到许许多多新的技术和标准，其中不少需要经过不断完善。DSP首先可以构建一个强大灵活的硬件平台和软件基础，然后集成各种软件，其中可以包括标准算法、驱动、协议和应用等等。DSP软件还易于维护和升级，大量工作可以在线实现。DSP的应用已经涵盖了工业、通信、娱乐、个人医疗、教育、环境控制、安全等领域，我们期待着更多更好的应用。将来的人们对具有DSP核心的数字信息产品大概会情有独衷，因为DSP会创造更多的价值。