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DSP应用市场回顾与展望 作者：郑小龙 文章来源：德州仪器（上海）有限公司 点击数： 更新时间：2005-3-16 DSP最早是指一种信号处理技术，直到八十年代初第一颗商用数字处理器问世，DSP才逐步成为一种全新高速处理器的名称。最初DSP的应用在于专业数据通信和语音处理，各种专用调制解调器、声码器、数据加密机初步获得市场。其后DSP应用扩展到广泛的民用产品，诸如硬盘驱动器、通用调制解调器、数字答录机、无线通信终端。九十年代中DSP在数字GSM手机应用和无线基站应用中都获得了巨大的成功。与此同时，DSP开始全面拓展到新兴应用，并在宽带通信、数字控制、数字音频、数字视频等众多市场上捷报频传。 作为一种重要的处理器，DSP已经处于数字信息产品核心引擎的地位，面对中外如此巨大的市场空间，更好的DSP应用有待我们去努力挖掘。我们将回顾一年来DSP在中国应用市场的状况，以及展望未来一年的发展趋势。同时介绍DSP的发展和创新，并分析DSP所面临的机遇与挑战， 方兴未艾的DSP应用市场 根据CCID的预测，今年电子产品市场总量将超过2.5千亿美元，比去年增长大于30%，而所消耗集成电路总量为221亿美元，其中通信应用占20%、计算机占30%、消费类占35%，其它占15%。 通信仍然是今年DSP最大的应用市场。在无线通信应用中，手机终端无疑都有DSP核心，而2.5G和3G终端的发展将仰赖DSP平台，其中包括智能手机。同时，无线基础设施亦离不开高性能DSP，新一带无线交换机和基站将会因采用更低功耗的DSP而缩小空间易于装备。在宽带网络应用上，从局端到接入端设备，DSP无处不在。 虽然在计算机中CPU仍是主角，但在一些嵌入式应用中DSP已经在发挥作用，比如作为影像加速器、实时媒体编解码器、嵌入式调制解调器等。在某些场合的应用中，集成有RISC处理器的DSP平台已经可以胜任主处理器的工作，体现出通信与计算机应用的融合。 随着数字化进程的加速，更多的数字消费类产品中都采用了DSP。虽然在激光影音产品中大量采用专用解码芯片，但涉及到音视频的编码，还有多制式的解码应用，DSP还难以被取代。基于DSP的数字相机开始由高端下移，MPEG4类数字播放器新产品，将在年底投放市场，这将势必掀起新的消费高潮。即便是在传统白色家电中，DSP应用也在深入进行，如数字变频应用已由空调延伸到冰箱和洗衣机。 不要小看占15%的其它应用市场，只在今年就蕴藏有33亿美元的商机，比去年增长了四分之一。这个市场为DSP提供了更大的增长的空间，在这块市场的细化中，我们不难发现真正有中国特色的需求与应用。这里先分析几个重点应用。 数字监控系统在中国仍是一个的市场热点，业内专家预计今年国内需求将突破一百万路。几年来数字系统已经逐步取代传统模拟系统，而今年基于MPEG4的数字系统又全面取代MPEG1系统，已有领先厂商推出基于H.264的数字系统并投入市场。在早期的MPEG1类产品中，视频有专用芯片，DSP只处理语音。在MPEG4及H.264类产品中DSP全面完成视频和语音处理工作。 数字监控应用将向多样化发展。在公共场所和企事业应用中，嵌入式应用将增加所占份额，部分将由此而取代传统工控机插卡模式；在社区应用中，网络相机和网络网关应用较为普遍。便携式数字监控产品将可以进入家庭。DSP为所有上述应用创造了有利的条件。 DSP推动了嵌入式指纹识别的应用，并已取得了长足进展，而今年更是走向市场化的关键一年。我们可以看到新型更可靠的指纹门禁、指纹密码箱推向市场。DSP平台的持续创新及所表现出的高性能和低功耗特色，是这一应用市场历经十多年而发展不衰的源泉。 DSP在数字控制中的应用也有很大发展。在工业变频器中，不少项目在今年完成，其中DSP所占比例都在增加。更多的DSP微控制项目不但围绕工业应用缝纫机、锈花机、雕刻机、喷绘机等，而且拓展到健身器材等新的市场。 今年DSP的其它应用还有许许多多，如教学多媒体方面和数字语音通信等诸多方面。 蓄势待发的DSP潜在应用 展望明年，DSP在无线通信和宽带网络中的应用仍将稳步发展，而我们所期待的更多DSP新应用将会不断涌现。不妨我们以TI的DSP为主线，描述一下各种应用的发展趋势。 DM642作为通用媒体处理器，不仅在数字监控市场应用中独领风骚，而且将树立起其流媒体核心平台的市场地位，其应用将涵盖会议电视、视频电话、家庭媒体网关、数字电视机顶盒等新产品。 指纹识别类产品首先在海外市场获得成功，国内市场也迅速崛起。基于DSP的多种生物识别应用产品将脱颖而出，如语音识别、人脸识别、虹膜识别等方面。对于指纹识别，同时兼有低功耗性能比和高性能价格比的C55x系列是理想选择，而其它则为C62x或C64x。 语音识别技术和应用亦有希望掀起新的高潮，基于C54x系列、C55x系列、C547x系列等多种平台的成果必将实现产品化。 在医疗仪器方面，基于OMAP的人体生理信息诊断设备将推出，从而一改以往需要借助庞大微机系统的局面。在高端医学影像处理方面，将应用象C6713这样的高速浮点处理器；在低端医学采集设备中，将大量采用MSP430这样的超低功耗单片机。 DSP也将渗透到专业音响应用中，国内已有厂商采用C6711推出新颖高端音响产品，并已升级到C6713。TI推出的DA610是一个高集成度的音频处理器，专门针对专业音响应用。 当然DSP的应用还会有很多，让我们拭目以待。 DSP处理器的发展和创新 由TI今年在DSP的部分创新，不难管窥DSP处理器的发展趋势。在成功演示1GHz时钟DSP的同时，720MHz时钟DSP投入量产，为业界超高速应用提供既有的方案和未来的时间表。DM642的新一代媒体处理器的推出，不仅拓展了DSP视频领域的应用，而且也改变DSP应用市场的格局。具有6个300MHz时钟核心的多核DSP，打造了VoIP网关巨无霸；高集成的225MHz时钟的浮点DSP，构建了专业音响的旗舰。以下产品均采用了TI先进的0.13um制造工艺，有力地保证了将高性能价格比的产品推向市场。 综上所述，进入新世纪DSP获得了空前的发展，但同时也遇到了前所未有的技术竞争。作为一种通用处理器，DSP通过技术拓展正在扩大其应用领域，不可避免就受到了来自其它多种器件的竞争，如同样是软件可编程的传统处理器MPU和硬件可编程的FPGA，还有专用器件ASIC。 MPU包括偏高端的微处理器CPU和偏低端的单片机MCU。CPU偏重于计算机应用，但在高速信号处理方面难于与DSP比拟，特别是低功耗嵌入式应用。现在的DSP也可以有实时操作系统，甚至已有DSP就集成有MPU而成为一个单片系统SOC，因此实际上DSP在争夺嵌入式CPU的市场。MCU则偏重于数字控制应用，具有低价高效的特点。然而随着DSP结构的优化及成本的降低，并且其高性能可以提高各种控制的档次，DSP也已渗透到MCU的市场。 FPGA近年来也有较大的发展。虽然其处理速度较快，灵活性较强，但是其成本往往较高，目前在高端通信中应用较多。在一些新型应用的前期工作可能采用FPGA，至于转入批量生产，则需要考虑ASIC或是DSP。 从成本上来看，ASIC似乎更适合于产品化，但是高昂的前期投入费用还伴随着一定的风险，便使得ASIC的应用需要有特别的针对性。其产品一旦确定就无法修改，至于产品更新换代也就需要重新设计生产。 相形之下DSP应用上的灵活性较FPGA和ASIC都略胜一筹。诚然DSP会涉及软件开发资源，不过如果解决得好，DSP的优势会充分展示出来。DSP软件有极强可维护性和再利用性，既可以更新已有产品，也可以轻松地升级到新的产品。 既然DSP软件如此重要，这就使支