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DSP性能提升将成数字消费产品核心引擎

发布时间:2020-07-21 18:27:03 阅读: 来源:螺旋输送机厂家

DSP在发展过程中从始至终都经受着各种严峻的挑战,同时也总是能够从中产生出许多新的机遇,并且也创造出不少奇迹。随着其性能的不断提升和成本的降低,它的应用领域在不断拓展。此外还伴随着与FPGA、MCU竞争态势的加剧,DSP如何解决新形势下的“老问题”。本报特邀请业内代表发表观点。 DSP应用不断拓展

DSP将全面覆盖嵌入式数字信息市场,可以取代常规处理器CPU,甚至可以冲击单片机MCU、ASIC的市场;

图像和声音处理为DSP展开巨大的市场空间。

郑小龙 随着DSP性能的提高,其功耗与价格的不断降低,DSP将全面覆盖嵌入式数字信息市场,可以取代常规处理器CPU,甚至可以冲击单片机MCU的市场,同时也可以有效地抵御专用定制芯片ASIC的竞争。可以看到未来的新兴应用领域有数字智能化视频监控、数字媒体适配器、数字可视电话、数字高保真音频、数字网络化音乐、数字化远程医疗、生物特征识别,还有数字化智能家庭、远程媒体化教育、汽车智能视觉等等。

黄耀君 图像和声音处理为DSP展开巨大的市场空间。工业控制中也用到越来越多的DSP,这是由于数字控制的需求,以及近年来材料价格的下降而带来的更易于被采用。

我们的DSP包括16位的56F8xxx系列,面向工业应用如电机控制、数字电源供给、电表、UPS等等。24位563xxx系列多面向声音和图像处理。

DSP非常适合需要会聚能力的终端产品,如多格式音频、视频、语音与图像处理;多模式基带与分组处理;控制处理以及实时安全。ADI公司提供各种DSP产品,以满足若干不同市场的特殊技术需求。其Blackfin家族产品采用新一类16位/32位嵌入式处理器。

我们认为,DSP发展中还需要三方面的推动:利用信息、进行培训以及利用参考设计。

为了解决第一个问题,ADI公司最近对公司网站进行了更新。目前,该网站可以提供有关公司产品的更详细信息,包括技术论文、全面的技术支持知识库、应用注释数据库以及“同行交流”网页,这些将为研究开发人员提供应用与设备的具体案例,诸如音频、数字家电或无线手机。

我们也明白,高效的本土化培训是中国市场成功的必备条件。这也是ADI公司与中国大学建立良好伙伴关系的原因。这样,才能提供从入门到高级等各级别的高质量设施,而且这些实验室与教室易于使用。此外,我们还通过Blackfin在线学习与发展网页广播,提供各种在线培训。

最后,竞争激烈的中国市场要求第三方参考设计能够易于使用。这样,可以降低开发成本,并加快赢利速度。为满足这一需求,ADI公司进行了大量投资,以发展强大的第三方公司网络,降低客户为各种应用与市场提供硬件产品、软件产品、算法以及设计服务所面临的风险。我们的伙伴还对ADI公司的嵌入式处理器以及数字信号处理器提供咨询服务与商用现货产品。

DSP性能提升

DSP在第一个十年后每MISP的功耗就缩小了1/20,第二个十年就又缩小了1/125,预计第三个十年将再缩小两个数量级;

当花0.3美分就可以买到MIPS性能DSP的时候,就将是DSP真正成为大众化的数字消费类产品核心引擎的新阶段。

郑小龙 从DSP的历史进程来看,全面的技术创新是突破各种瓶颈从而持续扩大其应用领域的关键。TI在1982年首度推出商用DSP,然后每隔十年都可以看到新的飞跃。在半导体工艺方面,DSP集成芯片的工艺线宽已经由微米缩小到纳米量级。目前TI的90纳米产品已经批量生产,将很快推出65纳米产品,50纳米技术开发进展顺利。预计20纳米工艺将会在五年之内取得突破,其最直接的表现就是可以在同样面积的芯片上集成出超过10亿个晶体管。早期的DSP主频与处理性能相同,如在1992年主频为40MHz的DSP其性能也就为40MIPS,即每秒实现4000万次运算。然而随着DSP核心的改进,其并行处理能力得到极大的增强,DSP处理性能可以为主频的多倍,如TI主频为600MHz的DSP可达到接近5000MIPS的性能。

TI目前DSP的主频时钟已能达到1.1GHz,而由于工艺的改进其功耗并没有成为障碍,相反每MIPS的功耗却在不断降低。DSP在第一个十年后每MISP的功耗就缩小了1/20,第二个十年就又缩小了1/125,预计第三个十年将再缩小两个数量级。

再来看DSP价格和性能的比较,曾经每MIPS高达30美元时只适合于高精尖的应用,而当降到38美分时,在民用市场终于可以有一席之地。当我们惊喜地发现DSP每MIPS竟然可以为2美分时,其实DSP已经开始广泛地应用在数字信息产品中,并已经在改变着人们的工作和生活的方式。当花0.3美分就可以买到MIPS性能DSP的时候,就将是DSP真正成为大众化的数字消费类产品核心引擎的新阶段。

DSP与MCU、FPGA竞争升级

DSP进入了非常低的成本,在某种程度上与通常的MCU一样具备竞争力;

DSP还是难以被FPGA所取代。

黄耀君 DSP进入了两个发展方向:一是非常低的成本,在某种程度上与通常的MCU具备竞争力。另一方面,具备高MIPS的性能。DSP的可编程性可以使设计非常灵活,并使其不同于其他的解决方案。

郑小龙 DSP与FPGA同为可编程器件,其中前者属于DSP是软件可编程处理器,而后者属于硬件可编程器件。当然在一些复杂的应用中DSP也确实需要增加一些处理单元来协调工作,而FPGA自然是一种选择。FPGA在发展中确实需要考虑增加软件处理单元以增加实现一些算法标准的灵活性。可是一般而言,对于批量生产的产品往往FPGA的价格偏高,另外DSP类产品更新换代比FPGA更容易,因此DSP还是难以被FPGA所取代。

DSP在产品规划中硬件结构不会有太大变动,而软件具有更多的兼容性和再用性,因此许多厂商愿意以之为核心,而采用FPGA或PLD作为辅助处理单元。业界知名的FPGA厂商Xilinx和Altera就将TI的视为合作伙伴,因为他们知道这样的合作可以起到优势互补的效果,有利于其市场推广。

FPGA确实是在不断提高它们的效率并降低成本。但是,对于消费市场典型的大容量的产品而言,ASIC设计仍然还是提供最佳投入回报和最低功耗的解决方案。音视潮公司正不断进行项目研究,以期将FPGA的优点融入他们的可配置VLIW体系结构中。如果可能的话,那么将来的用户可以既不舍弃ASIC设计在成本和功耗上的优势,又可尽情享受PFGA技术的灵活性。

供应商各具优势

ADI公司的所有产品都集高性能、低功耗以及低成本特点于一体。

用TI的DSP产品,客户可以有更多的产品平台选择空间,以满足产品特色化、差异化。

ADI公司的所有产品都集高性能、低功耗以及低成本特点于一体。

ADI公司的SHARC处理器已为高性能浮点应用进行了最优化,具有卓越的核心与存储性能以及突出的I/O吞吐量。在中国市场,SHARC处理器已经用于多个应用领域,如电源监视、测试与测量。

ADI的TigerSHARC处理器能够为多处理应用提供最高的性能密度,其每秒浮点运算达10亿字节以上(峰值性能)。在中国市场,TigerSHARC处理器主要用于医疗产品与无线基站。当然,产品定价取决于具体应用与数量。我们提供的高性能Blackfin/SHARC数字信号处理器每块仅需5美元。

Blackfin处理器的另一个主要竞争优势是软件的灵活性。同更多的“僵硬”芯片结构相比,Blackfin处理器允许用户添加新的特性与功能,只需简单地更新软件即可实现。用户不必增加另外的芯片或等待新的ASIC。这是Blackfin处理器成为MP4产品理想选择的原因,因为它使得制造商能够更容易且更迅速地为产品增加新的特性。正是这个优势,使得利用Blackfin处理器生产的便携式电子产品,成为同类产品中第一个提供高级游戏功能的产品。这也是利用Blackfin处理器生产的便携式电子产品率先提供移动电视功能的原因,这只需升级软件并增加一个调谐器。

黄耀君 飞思卡尔拥有16位和24位DSP平台。在16位平台上面,飞思卡尔面向工业控制处理将MCU功能嵌入数字信号处理功能。针对56F8xxx,飞思卡尔将着眼于更小尺寸并带来更低的成本、更高的MIPS和更低的功率。

郑小龙 作为全球DSP的领先者,TI已经积累了超过25年的经验,并且在业界久负盛名。采用TI的DSP产品,客户可以有更多的产品平台选择空间以满足产品特色化、差异化,以及方便地升级换代。另外TI的DSP在业界具有最坚实的客户基础,目前全球有数以万计的工程师熟悉TI的DSP软硬件设计,并且正在基于DSP平台开发各种新型的产品。还有,TI的DSP第三方网络极为庞大,而且得益于TI所推进的eXpressDSP的开发理念。面向未来,可以期待TI在DSP的技术和应用上将有新的超越。

德州仪器(TI)针对视频安全监控应用推出了TMS320DM647与TMS320DM648两款全新达芬奇(DaVinciTM)技术数字信号处理器(DSPs)。TI致力于通过领先的软硬件技术、工具与支持不断推动数字视频市场创新,以满足包括数码录像机(DVR)、IP视频服务器、机器视觉系统与高性能成像应用等在内的多通道视频安全与基础局端应用的要求。两款新品建立在TI最新TMS320C64x+TM DSP内核基础上,为基于TMS320DM642的现有视频处理应用提供了无缝移植路径,在降低整体成本的同时实现性能双倍提升。最新处理器集成更多新功能,并使视频系统材料清单(BOM)成本降低40美元。

新型处理器还支持双视频流功能,每个视频通道都能同时支持监控与录制流。

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