嵌入式DSP无处不在,市场规模超过通用DSP

上网时间: 2005年01月30日? 作者:顾正书? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:DSP? embedded DSP? GSPx?

在2004年的国际嵌入式方案研讨及展示会(GSPx)上,嵌入式DSP成了最热门的话题之一。在展示会上,大大小小的嵌入式方案供应商纷纷展示自己的特长和与众不同之处。从DSP 内核、IP、内置DSP功能的系统级芯片,到开发和仿真工具,及至针对不同应用的完整系统方案,让人目不暇接。而在技术座谈会上,业界专家更是各执己见,争论得煞是热闹。从以下技术研讨会的主题可见嵌入式DSP备受关注的程度,比如“独立的DSP是否已风光不在?”,“DSP方案需要新的设计方法-现有的通用DSP已力不从心”,“DSP 知识产权模块-是兴还是衰?”

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图1:Stratix II是业界率先提供嵌入式DSP模块的FPGA器件。

电子行业正在经历着一场静悄悄的技术变革。在从个人计算机到互连互通和多媒体时代的渐进过程中,半导体技术起着举足轻重的作用。就像CPU是PC的大脑一样,DSP是移动电话的心脏。具有强大且快速运算性能的DSP芯片在无线通信领域大放光彩。大家对通用可编程DSP恐怕并不陌生,主导这一市场的四大供应商也是家喻户晓:德州仪器(TI)、飞思卡尔(Freescale)、模拟器件(ADI)和杰尔(Agere)。但是,另一个更大的DSP市场现正慢慢浮出水面。这就是嵌入式DSP。其实嵌入式DSP与通用DSP早己并存多年,只是它们以不同的名称出现(比如ASSP、ASIC、FPGA、RISC/DSP混合器件以及MCU/DSP混合器件等),而且市场相对分散,没有占主导地位的厂商罢了。而如今,消费者对通信和多媒体应用提出了更高的要求,诸如更高的性能、更多的功能、更低的功耗和更小的尺寸。技术的融合和应用的多样化使得通用DSP力不从心。另一方面,DSP市场一直被这四家供应商垄断着,其它半导体厂商早已对这块肥肉垂诞三尺,但苦于无处下手。现在,时机到了,大家从不同的方向杀奔过来。有的将DSP功能内置于SOC/ASIC或各种应用处理器中,有的提供基于FPGA的DSP方案,还有的专门提供DSP内核及IP。

业界专家认为嵌入式DSP市场规模将会两倍于通用DSP。Forward Concepts公司总裁兼首席分析师Will Strauss先生是DSP市场研究专家。他在一份DSP市场分析报告中指出,2003年通用DSP市场规模达到了60亿美元,较2002年增长24%,预计2004年的增长率为25%。而嵌入式DSP市场则高达104亿美元,几乎是通用DSP的两倍,而且其增长同样强劲。Strauss先生说道:“在嵌入式DSP市场,有100多家供应商提供各种形式的DSP技术、产品和服务,包括DSP IP、DSP内核、FPGA、ASIC和ASSP等。虽然高通、Broadcom、英飞凌和科胜讯等通信和宽带网络芯片供应商是该市场的主要玩家,但其它众多中小型芯片商家也有自己的利基市场和客户。”通用DSP的主要市场在于通信应用,而嵌入式DSP则主要应用于消费电子产品,比如DVD播放器和刻录机、机顶盒、音视频接收设备、MP3播放器和数码相机等。但是,WLAN、DSL和线缆宽带网络等通信芯片也带有嵌入式DSP。此外,数字电视等新兴应用也是嵌入式DSP的目标对象。总之,嵌入式DSP简直是无孔不入,无处不在。

嵌入式DSP这条价值链由四部分组成,它们分别是:处在上游的DSP内核及IP模块;基于FPGA的DSP;微控制器/微处理器和DSP的混合;面向应用且内置DSP功能的芯片方案。下面我们将从每个分支中选出两个有代表性的供应商为例,予以详述。

DSP内核和IP

LSI Logic和StarCore是颇具代表性的两家DSP内核供应商。LSI Logic公司的ZSP处理方案是专门针对多媒体、语音、无线等应用的DSP方案。ZSP产品系列包括ZSP200、ZSP400、ZSP500和ZSP600等DSP内核,可以许可、合成内核、独立的通用DSP、多通道语音处理器及ASSP等多种方式供应。例如,该公司最新推出的ZSP540内核包括4个MAC和6个ALU单元,为SoC设计者提供了完整的可许可且软件兼容的DSP内核方案。正如该公司副总裁兼DSP事业部总经理Tuan Dao所说:“ZSP540以其高性能、低功耗和高代码密度赢得了SoC客户的青睐,是多通道语音处理、3G基带处理及其它多媒体应用的理想选择。”ZSP内核的主要客户包括博通(Broadcom)、华为、IBM、科胜讯、UT斯达康和大唐微电子等公司。

StarCore是飞思卡尔、杰尔和英飞凌三家公司合作开发下一代DSP的结晶。该公司提供SC1000和SC2000两大系列的嵌入式DSP内核,主要面向电信基础设施、移动通信、多媒体服务器及其它新兴应用。StarCore的主要客户就是这三家创始公司。

基于FPGA的DSP方案

两大可编程逻辑供应商都为基于FPGA的DSP开发者提供了完整的开发方案。Altera公司的DSP计划包括:Stratix II和Cyclone II FPGA器件;DSP MegaCore IP系列;DSP Builder开发工具;基于C代码的可编程逻辑设计流程;以及其它DSP设计支持和资源。据该公司IP业务副总裁Craig Lytle称,Stratix II是业界第一个可提供嵌入式DSP模块的FPGA器件,而Cyclone II则适用于低成本DSP应用。Altera最新发布的DSP Builder 2.2版开发工具及一系列的DSP IP将为客户在这两大FPGA系列之上开发可配置DSP提供极大的便利,并可大大缩短开发时间。

同样地,Xilinx启动了XtremeDSP项目。该项目包括如下DSP方案及相关支持:专为DSP域优化的Virtex-4 Platform FPGA;具有特殊DSP特性的Virtex -II和Virtex-II Pro Platform FPGA;支持DSP MAC功能的Virtex FPGA;针对DSP方案的开发工具System Generator;完整的DSP内核库;以及DSP设计服务和支持等。在本届GSPx新产品发布会上,Xilinx发布了新一代DSP开发工具System Generator v6.3i及用于Virtex-4 Platform FPGA的DSP内核库。“新的System Generator工具与我们最近推出的Virtex-4 Platform FPGA的DSP功能相结合,将带动XtremeDSP项目迈向新的台阶,并将进一步驱动FPGA在高性能DSP领域的应用,”Xilinx公司副总裁兼DSP业务部总经理Omid Tahernia说道。

面向应用的DSP

其实,嵌入式DSP市场的主导厂家是那些面向应用的芯片供应商,包括高通和博通等公司。表面上看,他们与DSP毫无干系。但实际上他们的芯片中都内置有DSP功能,尤其是那些针对通信和网络应用、需要大量计算和信号处理的芯片。例如,高通的MSM移动处理器和CSM基站处理器系列。博通从LSI Logic获得ZSP内核许可,将它们集成于各种应用处理器中,如BCM11xx IP电话器件、BCM3341宽带VoIP器件、BCM3351和BCM3352线缆Modem VoIP网关器件及BCM6352 DSL语音芯片。

通用DSP供应商涉足嵌入式DSP

德州仪器和飞思卡尔等大牌DSP供应商在继续供应通用DSP芯片的同时,已开始提供及开发集成DSP和微处理器/微控制器的混合器件。例如,飞思卡尔的56800/E系列混合控制器就集成了DSP的强大处理性能和微控制器的功能。而德州仪器的OMAP处理器则集成了ARM微处理器和TMS320 DSP。这些混合器件主要面向高性能通信和多媒体应用。

嵌入式DSP市场仍处于初始的混乱阶段,谁将主导该市场目前尚不得而知。但有一点可以肯定的是,该市场将继续健康、稳步地增长,逐渐向电子行业的各个角落渗透。将来是否会与通用DSP融合到一起,我们拭目以待。

作者:顾正书

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