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DSP市场拓展纵横谈 在经历整整二十年的市场拓展之后,DSP所树立的高速处理器地位不仅不可动摇,而且业已成为数字信息时代的核心引擎。与此同时,DSP的市场正在蓬勃发展。根据Forward Concepts 分析家的预测,今年全球DSP销量将达到$82亿美元,比去年增加约三分之一。而对于2004年和2005年的预测值,则分别是$108亿元和$140亿元,并预言未来几年DSP都将以每年超过30%的速度成长。根据CCID权威的分析,中国DSP市场今年可达到120亿元人民币,比去年增长约40%,未来的增长将可能超过全球的平均速度。(本文转自电子工程世界:/newproducts/others/200805/article_18013.html)DSP商品化历程 对于TI推出业界第一颗商用DSP的历史,TI首席科学家Gene Frantz在一篇名为DSP: 如何使TI风险业务变成其最大的业务(DSP: How TIs Risky Business became it BIGGEST business)的文章有极为精彩的分析。在这篇文章中他提到DSP最初还只是一项技术的名称,既数字信号处理。这项技术在二十世纪六十年代从校园中兴起,到七十年代才由计算机实现部分实时处理,而多用于高尖端领域。DSP既与大量运算相关,每秒完成运算一百万次运算就变为一个新的单位MIPS,而实现每个MIPS的成本高达$10到$100美元便成为商品化的障碍。 八十年代前后,陆续有公司设计出适合于DSP处理技术的处理器,于是DSP开始成为一种高性能处理器的名称。TI在1982年发表一款DSP处理器名为TMS32010,其出色的性能和特性倍受业界的关注,当然新兴的DSP业务的确承担着巨大的风险,究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当努力使DSP处理器每MIPS成本也降到了适合于商用的低于$10美元范围时,DSP不仅在在军事,而且在工业和商业应用中不断获得成功。1991年TI推出的DSP批量单价首次低于$5美元而可与16 位 的微处理器相媲美,但所能提供的性能却是其5至10倍。 进入九十年代,有多家公司跻身于DSP领域与TI进行市场竞争。TI首家提供可 定制 DSP,称作cDSP。cDSP 基于内核 DSP的设计可使DSP具有更高的系统集成 度,大加速了产品的上市时间。同时TI瞄准DSP电子市场上成长速度最快的领域,适时地提供各种面向未来发展的解决方案。到九十年代中期,这种可编程的DSP器件已广泛应用于数据通信、海量存储、语音处理、汽车电子、消费类音频和视频产品等等,其中最为辉煌的成就是在数字蜂窝电话中的成功。德州仪器通过不断革新,推陈出新,DSP业务也一跃成为TI的最大的业务,并始终处于全球DSP市场的领导地位。虽然这个阶段DSP每MIPS的价格已降到10美分到1美元的范围,但DSP所带动的市场规模巨大。 新世纪的DSP市场竞争加剧,TI及时调整DSP发展战略全局规划,并以全面的产品规划和完善的解决方案,加之全新的开发理念,深化产业化进程。成就这一进展的前提就是DSP每MIPS价格目标已设定为几个美分或更低。(本文转自电子工程世界:/newproducts/others/200805/article_18013.html)DSP产业化进程 DSP应用产品获得成功的一个标志就是进入产业化。在以往的二十年中,这一进程在不断重复进行,只是周期在不断缩小。在数字信息时代,更多的新技术和新产品需要快速地推上市场,因此,DSP的产业化进程还是需要加速进行。 DSP的产业价值体系可分为以下几个层面: 作为DSP产品最核心的,或是最底层的当然是器件,芯片制造商应当提供完整的文档资料,技术支持,并提供价格和货期支持。但对于DSP系统开发,这显然是不够的,因为最终产品开发必然与系统集成紧密相关是最高层。那么,这其中的几个层面是如何划分的呢? 在DSP器件之上是开发和演示系统,其中包括参考设计和一些定制化的设计,一般由TI和第三方合作伙伴提供;在此之上就是标准应用算法,TI和第三方合作伙伴可部分提供,而客户将介入,并存在目标代码或源代码的授权问题。然后就是操作系统、设备驱动和协议栈层,需要开发授权;由此,可以上升到系统应用层面,已验证系统概念演示。至此,产品开发底层工作已经就绪,客户和其OEM厂商可进行最后的产品化工作。 上述价值体系看似复杂,但确是在DSP产业化过程中逐步完善形成。实际操作中如果分工明确、沟通清晰,并不存在太多障碍。TI在DSP上的成功归功于系列革新举措以及持续不断的投入,有效地推进了DSP的产业化进程。 在DSP的早期发展阶段,TI通过大学计划、建立第三方发展计划和DSP设计大奖赛进行DSP的教育和普及工作。同时通过加强与新兴产业领导者的合作,推出DSP解决方案,并实现产品化。在最近五年内,TI在软件和开发工具上投资十亿美金,建立了业界最为巨大的DSP开发基础设施。目前全球有超过650家公司加入到TI的第三方伙伴网络,提供上千种DSP算法和产品方案。(本文转自电子工程世界:/newproducts/others/200805/article_18013.html)DSP市场化拓展 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 1980 1990 2000 2010 速度(MIPS) 5 40 5000 50000 RAM(字节) 256 2K 32K 1M 规模(门) 50K 500K 5M 50M 工艺(微米) 3 0.8 0.1 0.02 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。 针对DSP功耗的变动趋势,存在一个Gene定律,如下图所示: 不难看到DSP每MIPS的功耗在1982年为250mW,而到1992就迅速下降为12.5mW,到2000年仅为0.1mW。2004年将挑战0.01mW,而预计2010年将达到0.001mW。概括起来就是DSP功耗性能比没隔5年将降低10倍。 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。(本文转自电子工程世界:/newproducts/others/200805/article_18013.html)4.2 我国DSP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。4 中国的 DSP市场发展现况中国的DSP市场作为整个半导体市场一样为国际半导体市场的一个组成部分,必然具有国际半导体市场的共性。由于它植根于中国这一特定经济与社会环境的土壤之中,又必然带有自身的强烈个性。概括而言基本特点有: (1)持续的较高增长率;(2)基本已与国际市场接轨。具体体现在:产品和技术已基本接轨; 价格和上市时间基本接轨; 营销方式和服务水平正逐渐接轨;(3)先进高附加价值的DSP仍为TI、AGERE、ADI等占领;产品受外国大企业控制; (4)海外及中国港台半导体企业进入中国内地市场的方式目前仍以产品输出为主;最先进的产品设计技术和芯片生产技术未向中国转移; 最先进的工艺设备制造和原材料仍布局在中国以外。 中国是亚洲发展潜力最大的市场。数码相机、MMoIP电话和手持电子设备等数码产品在中国市场的迅速发展促进了高性能DSP的广泛使用。中国的电子产品制造商众多,对低成本、易使用的DSP需求巨大。中国电子信息产业快速发展,带动DSP应用市场高度成长,2000年DSP市场总需求量为2.35亿颗,到了2001年达到3.29亿颗,成长幅度高达40%;依据CCID预测,到2005年前,年成长率将高于全球达到40%以上,预计DSP总市场需求量到2005年将达到13亿颗,市场成长迅速。工研院经资中心分析未来高度成长的DSP市场具有以下三项趋势:(1) 应用领域增加 由于DSP对数字讯号高速运算与同步处理的能力,增加了在数字产品的应用;而在,DSP目前主要应用于行动电话上,但是随着数字消费性产品对IC市场需求的大幅成长(如图2所示),DSP的应用领域已渐渐地从行动电话的使用,扩增到数字影音产品的应用。整体来看,DSP的应用领域已横跨3C产品。(2) 16位定点式DSP大量使用 相较于浮点式运算法DSP,定点式运算法DSP具有成本低和功率消耗低的强大竞争力,因此绝大部份的DSP都是使用定点式运算法;杭州士兰正在从事16位定点式DSP开发,广泛应用于信息家电产品和通讯产品,市场成长潜力可期。 图4 中国DSP市场预测产量(资料来源:CCID-MRD;工研院经资中心ITIS计划整理,2002/8 (资料来源:工研院经资中心ITIS计划,2002/8) (3) 市场竞争越趋激烈近年来,外商企业和内部的学校及研究单位加强合作关系,进而投资建厂和设立办事处,并广布行销通路;全球最大的DSP公司TI扩大营业规模,并在上海和北京设立办事处,共计有6家代理商和1家经销商,各厂商也纷纷扩增据点和增加研发资源,可以预见的是DSP市场竞争将日趋激烈。此外,国内较著名的还有以DSP技术为中心,进行技术开发、产品推广、提供相应的服务的北京闻亭科技发展有限责任公司和北京合众达电子公司(SEED)等。而国内发展DSP的厂商并不多,而主要的应用产品是DVD与无线电话等,因此国内DSP的产值并不高;而在产品应用上,目前重要的DSP应用产品,如行动电话、调制解调器、HDD等个人计算机与通讯领域应用产品,都是采用国际大厂的DSP solution,因此国内厂商尚无插足的余地。在未来的发展上,国内的业者如欲进入DSP领域,在目前这个垄断市场情况相当明显的情势之下,应避免与国际大厂在其擅长的领域正面交锋,若能另辟市场,选择利已产品切入,例如消费性电子产品市场,则尚有机会在DSP市场一搏,目前国内已有相当不错成绩的DVD产品即为一证明。世界经济萧条和中国经济的持续发展使更多世界一流的跨国公司调整在中国的策略,中国市场已经成为世界一流的跨国公司DSP发展的关键因素。更大的原因是中国DSP市场占全球市场的比重越来越大,DSP厂商只有在中国市场上取得成功,才有望扩大其市场份额。这些公司希望迅速在中国主要城市建立销售办事处,在加强销售覆盖率的同时,把DSP技术支持规模迅速扩大,并实现技术信息本地化。技术信息本地化是体现他们在中国进行调整的标志性措施,它将使ADI在新产品的设计上加入中国因素,通过设计部门与中国现场服务工程师进行信息沟通、汇总,实际上是把他们在发达国家的市场策略引入中国。 驱动世界一流的跨国公司进行中国调整的因素很多,一是中国DSP市场在全球重要性日益明显,二是他们自身在技术和市场发展上的需要。种种迹象表明,中国市场是亚洲发展潜力最大的市场,数字革命促进了高性能DSP的广泛应用,如数码相机、VoIP电话和手持电子设备等。而中国在电子产品制造上的地位越来越重要,世界一流的跨国公司已经迅速转向中国并建立设计中心和制造厂。中国在消费电子产品上的发展更为引人注目,许多消费类电子产品需要更低成本、更易使用的DSP产品,如音响设备、DVR、机项盒等。整体来看,DSP应用在通讯领域、数字影音的产品将越来越普及,使得相关市场需求越来越大,未来DSP市场竞争将越趋激烈。虽然目前DSP的主要应用产品的市场都是由国际半导体大厂所控制,但是我国在政策的扶植下,本土厂商积极投入研发资源,以消费性产品作为进入DSP市场的一个敲门砖,也必将在DSP市场上争得一席之地。3.1 DSP的应用领域 在近20多年时间里,DSP芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号处理、通信、雷达、消费等许多领域 2。主要应用有:信号处理、通信、语音、图形/图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。 DSP主要应用市场为3C领域,合占整个市场需求的90%。 数字蜂窝电话是DSP最为重要的应用领域之一。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。 在Modem器件中,DSP更是成效卓著,不仅大幅度提高了传输速率,且具有接收动态图像能力。另外,可编程多媒体DSP是PC领域的主流产品。以XDSL Modem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。目前的硬盘空间相当大,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。DSP也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非常短暂。用于图像处理的DSP,一种用于JPEG标准的静态图像数据处理;另一种用于动态图像数据处理。 3.2 DSP的市场规模 从80年代开始起步的DSP市场,目前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%)。 4 DSP的发展前景 4.1 DSP的技术展望2,6 (1)努力向系统级集成DSP迈进。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。这样的集成缩小了整机的体积,缩短了产品上市的时间,是一个重要的发展趋势。 (2)DSP的内核结构进一步改善。DSP的结构主要是针对应用,并根据应用优化DSP设计以极大改进产品的性能。多通道结构和单指令多重数据(SIMD)、超长指令字结构(VLIM)、超标量结构、超流水结构、多处理、多线程及可并行扩展的超级哈佛结构(SHARC)在新的高性能处理器中将占据主导地位 2。 (3)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。 (4)追求更高的运算速度和进一步降低功耗和几何尺寸7。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。同时由于DSP的应用范围已扩大到人们工作生活的各个领域,特别是便携式手持产品对于低功耗和尺寸的要求很高,所以DSP有待于进一步降低功耗。按照CMOS的发展趋势,依靠新工艺改进芯片结构,DSP运算速度的提高和功耗尺寸的降低是完全可能的。 (5)定点DSP是主流。虽然浮点DSP的运算精度更高,动态范围更大,但定点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。 (6)与可编程器件结合。DSP的许多新应用需要比传统DSP处理器更加强大的数字信号处理能力,设计者往往会借助PLD和FPGA来满足他们日益提高的信号处理需求8。与常规DSP器件相比, FPGA器件配合传统的DSP器件可以处理更多信道,可在基站中用来实现高速实时处理功能,满足无线通信、多媒体等领域多功能和高性能的需要。 (7)DSP嵌入式系统9。DSP嵌入式系统是 DSP系统嵌入到应用电子系统中的一种通用系统4 。这种系统既具有DSP器件在数据处理方面的优势,又具有应用目标所需要的技术特征。在许多嵌入式应用领域,既需要在数据处理方面具有独特优势的DSP,也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器(MCU)。因此,将DSP与MCU融合在一起的双核平台,将成为DSP技术发展的一种新潮流。 4.2 我国DSP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。数字信号处理(DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。在通常的实时信号处理中,它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点,这都是模拟系统所不及的。 DSP的发展大致分为三个阶段: 在数字信号处理技术发展的初期(二十世纪 5060年代),人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代,有人才提出了DSP的理论和算法基础。一般认为,世界上第一个单片 DSP 芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811。1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP 芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980 年,日本 NEC 公司推出的mP D7720是第一个具有硬件乘法器的商用 DSP 芯片,从而被认为是第一块单片DSP器件。 随着大规模集成电路技术的发展,1982年美国德州仪器公司推出世界上第一代DSP芯片TMS32010及其系列产品,标志着实时数字信号处理领域的重大突破。TI公司之后不久相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28、第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32。90年代DSP发展最快,TI公司相继推出第四代DSP芯片 TMS320C40/C44、第五代DSP芯片TMS320C5X/C54X、第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX、集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片 TMS320C62X/C67X等。 随着CMOS技术的进步与发展,日本的Hitachi 公司在1982年推出第一个基于CMOS工艺的浮点DSP芯片,1983年日本Fujitsu公司推出的 MB8764,其指令周期为120ns,且具有双内部总线,从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是ATT公司于1984年推出的DSP32。 与其他公司相比,Motorola公司在推出 DSP 芯片方面相对较晚。1986年,该公司推出了定点处理器MC56001。1990年,推出了与IEEE浮点格式兼容的浮点DSP芯片MC96002。 美国模拟器件公司(AD)在DSP芯片市场上也占有一定的份额,相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片,其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/ 2105、ASDP2111/2115、ADSP2161/2162/2164以及ADSP2171/2181,浮点DSP芯片有ADSP21000/ 21020、ADSP21060/21062等。 自1980年以来,DSP芯片得到了突飞猛进的发展,DSP芯片的应用越来越广泛,并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。从运算速度来看, MAC(一次乘法和一次加法)时间已经从20世纪80年代初的400ns(如TMS32010)降低到10ns以下(如TMS320C54X、TMS320C62X/67X等),处理能力提高了几十倍。DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年占模片区(die area)的40%左右下降到5%以下,片内RAM数量增加一个数量级以上。DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上,引脚数量的增加,意味着结构灵活性的增加,如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。 2 DSP系统构成及其特点 2.1 DSP系统构成 数字信号处理器是利用计算机或专用处理设备,在模拟信号变换成数字信号以后,以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等高速实时处理的专用处理器,其处理速度比最快的CPU还快1050倍。图1所示为一个典型的DSP系统。 输入信号首先进行带限滤波和抽样,然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号,DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理,如进行一系列的乘累加操作(MAC)。最后,经过处理后的数字样值再经D/A(Digital to Analog)变换转换为模拟样值,之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。 必须指出的是,上面给出的DSP系统模型是一个典型模型,但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。 2.2 DSP系统的特点1 数字信号处理系统是以数字信号处理为基础,因此具有数字处理的全部优点: (1)接口和编程方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的,与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口容易得多;另外,DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。 (2)稳定性和可重复性好。DSP系统以数字处理为基础,受环境温度、湿度、噪声、电磁场的干扰和影响较小,可靠性高;数字系统的性能基本不受元器件参数性能变化的影响,因此数字系统便于测试、调试和大规模生产。 (3)精度高。16位数字系统可以达到10 -5的精度。 (4)特殊应用。有些应用只有数字系统才能实现,例如信息无失真压缩、V型滤波器、线性相位滤波器等等。 (5)集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性,便于大规模集成。 当然,数字信号处理在高频信号处理上也存在一定的缺点。DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题,而且DSP系统消耗的功率也较大。此外,DSP技术更新的速度快,数学知识要求多,开发和调试工具还不尽完善。 2.3 数字信号处理器与通用微处理器的比较3,4 表1列出了二者的主要不同之处: 此外,DSP处理器往往都支持专门的寻址模式,它们对通常的信号处理操作和算法是很有用的。例如,模块(循环)寻址(对实现数字滤波器延时线很有用)、位倒序寻址(对快速傅立叶变换很有用)。这些非常专门的寻址模式在GPP中是不常使用的,只有用软件来实现。在执行时间的预测上,DSP对高性能GPP的优势在于,即便是使用了高速缓存的DSP,哪些指令会放进去也是由程序员(而不是处理器)来决定的;DSP一般不使用动态特性,如转移预测和推理执行等。因此,由一段给定的代码来预测所要求的执行时间是完全直截了当的,从而使程序员得以确定芯片的性能限制。 3DSP芯片的应用 3.1 DSP的应用领域 在近20多年时间里,DSP芯片的应用已经从军事、航空航天领域扩大到信号处理、通信、雷达、消费等许多领域 2。主要应用有:信号处理、通信、语音、图形/图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗、家用电器等。 DSP主要应用市场为3C领域,合占整个市场需求的90%。 数字蜂窝电话是DSP最为重要的应用领域之一。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。 在Modem器件中,DSP更是成效卓著,不仅大幅度提高了传输速率,且具有接收动态图像能力。另外,可编程多媒体DSP是PC领域的主流产品。以XDSL Modem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。目前的硬盘空间相当大,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。DSP也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非常短暂。用于图像处理的DSP,一种用于JPEG标准的静态图像数据处理;另一种用于动态图像数据处理。 3.2 DSP的市场规模 从80年代开始起步的DSP市场,目前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%)。 4 DSP的发展前景 4.1 DSP的技术展望2,6 (1)努力向系统级集成DSP迈进。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。这样的集成缩小了整机的体积,缩短了产品上市的时间,是一个重要

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