DSP器件应用广泛

上网时间: 2015年02月11日? 我来评论 【字号: ? ?小】

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DSP的发明者当初无论如何也想象不到DSP产品在今日的应用会是如此广泛,成为半导体行业的核心力量,而且这种趋势还会保持下去。在过去10年中,DSP市场的增长速度至少比整个1C市场快2倍。市场研究公司Forward Concepts预测在今后的五年中,DSP的年增长速度将超过30%。到2002年时DSP市场总销售额将达到130亿美元,到2007年时达到500亿美元。

TI亚洲区特殊应用产品部DSP市场部经理Arthur Liu说:“计算机、通信和消费类电子产品的数字化融合将会给DSP提供进一步的发展机会。在VoIP、Internet Audio、DSL、Cable Modem、3G、数字相机和马达控制等应用中都能见到DSP的身影。”事实的确如此,在需要实时处理大量数字的应用中,DSP正在发挥着重要的作用。21世纪是一个数字化的世界,愈来愈多的电子产品将把DSP作为技术核心,DSP无疑会成为推动数字化进程的动力。

DSP市场群雄逐鹿

如果将今日的DSP与20年前的相比较, 其性能已经发生了翻天覆地的变化。TI 公司于1982年推出第一个商用DSP,今 天已成为DSP市场的领导者,其DSP销 售额占全球市场总额的47%。该公司推 出的三种DSP系列分别针对不同的应 用,C2000系列适合于控制应用;C5000 系列适合于低功耗应用;C6000系列则 主要针对需要高性能运算的应用,如无 线基站、ADSL、联网系统和数字广播设 备等,其中TMS320C6230在性能上达到 2,400MIPSo TI负责DSP新业务发展的 经理Gene Frantz研究员预测,到2005年 时,DSP的系统性能将提高15倍,而到 2010年时将进一步提高至230倍。那时, 使用这种高性能、低功耗和小体积的 D S P可以制造出下一代高性能家庭网 关、Internet电视、可穿戴式健康监视仪、 家用机器人和实时视频电话。

DSP性能的不断提高不仅体现在运 算速度上,也体现在功耗的不断降低、集 成度的不断提高和软件开发的不断简化 上。ADI副总裁Ben Naskar说:“面对网 络产品、消费类产品和无线通信等不断 涌现的新应用,DSP在不断提高性能和 增加功能的同时,还应继续降低功耗和 缩小芯片体积。”

目前DSP内核的工作电压已低至 1.2V,工作电压低于IV的DSP也正在开 发之中,DSP内核工作电压的不断降低 将使便携式产品的功耗进一步降低。

在DSP芯片的集成度方面,TI预计到2010年时,随着半导体加工技术的进 步,DSP的集成度将增加11倍,在单个芯片内将集成5亿只晶体管。2000年TI 将使用0.10μm工艺生产DSP芯片,预计 到2 0 0 5年时,TI的生产工艺将达到 0.075Mm,在一个只有拇指大小的单个芯 片上将集成8个TMS320 DSP内核。

尽管DSP运算速度在不断提高,但 使用每秒几万亿条指令DSP芯片的产品 也可能需要几亿行操作代码,软件开发 速度将成为影响产品上市时间的主要因 素。因此一个好的DSP芯片供应商应该给用户提供简便的开发工具,以方便用户开发最终产品。

作为DSP市场的领导者,TI也受到了同行竞争者的挑战。Lucent和Motorola 联合成立的StarCore联盟已经向业界公 开展示了高性能SC140 DSP内核,该联 盟称使用这种DSP可以使用户的无线电 子产品开发时间减少一半。在300MHz 时,SC140的性能达到1,200MMACS/ 3,000RISC MIPS,其工作电压范围为0.9~1.5V。SC140适合于需要集中式运 算的下一代通信应用,如下一代3G无线 手机和基站、D S L'、局用交换设备和 VoIP。市场研究公司Micrologic Research 的总裁Jack Qjiinn说:“StarCore的高性 能DSP正是第三代蜂窝电话所必须的。” 针对数字音频?消费类电子产品, Motorola 推出了 DSP56366,它具有 120MIPS的性能,适应主要的多通道音 频解码标准(如Dolby数字、DTS、MP3、 AAC和MPEG2等),并能够处理Dolby 消费产品编码。

同时,DSP56366支持下一代DVD、 数字电视和A/V接收机的音频压缩、解 码和处理,而不需要额外的外挂存储器, 因为它内部集成了 240KB的ROM。 Motorola公司负责数字音频产品的经理 Valerie Hase说:“内部集成了存储器的 高速DSP意味着可以减少系统所需芯片 数,降低最终产品的成本。”

Intel也看到了 DSP的巨大市场,通 过采取收购 DSP Communication, Inc.的 策略切入DSP市场,目标直指第三代蜂针对下一代无线手机的开放式多媒体 应用平台

Ericsson公司将在它的下一代无线Internet手机. 通信器和移动式计算产品上使用T I公司的基于 DSP的开放式多媒体应用平台(OMAP)。该平台 可实现无线Internet接入,包括未来的语音、数 据和视频功能' 例如数字音频、电子商务和实 时视频传输。TI的OMAP平台将为实现这些功 能提供先进的数据处理手段,同时又不会增加 无线通信产品的功耗负担。

作为合作的一部分,Ericsson还将和TI公司 一起开发T I数字基带平台下的一个高度优化子 系统。它被称作Gigacell,由TI的新型高性能 TMS320 DSP内核、基于ARM&I53的MCU、 DMA存储器以及其它专用硬件功能模块组成。 Gigacell和未来的变型将成为未来Ericsson开发高 度集成的3G数字基带芯片的核心。

Gigacell将在OMAP的基础上实现,OMAP 是一个灵活的软/硬件平台,它支持一系列无线 应用.从基本的语音和Internet服务到高级多媒 体应用。OMAP的每一个部分都设计成方便互 联,很容易与用户自己的模块集成,.从而方便 软件开发。

“我们将步入下一代无线通信时代, Ericsson要给客户提供先进的产品以证明自己在 市场中的领先地位,” Ericsson移动通信部负责 产品单元UMTS电话的总经理Tord Wingren说,“通过与TI合作开发OMAP Gigacell,我们将能 够尽早采用这个平台开发我们的未来无线通信 产品。我们计划以具有高度竞争力的产品提供 3G网络的全面服务,确保我们在3G无线市场的 领先地位。”

“通信、无线计算应用和Internet的大融合 将给TI和Ericsson—起合作提供更多的机会,” TI公司副总裁Gilles Ddfassy称,“OMAP将使 Ericsson和其他用户有能力推出具有先进功能的女O ”/ 叫。

TI还将向其他的O E M商和第三方提供 OMAP平台,以满足其对新型无线数据产品的 开发需要。目前软件开发者已经可以从TI获得 预发布的开发工具进行软件开发。现在用户已经可以从T I拿到样片开始设计,但批量订购时 间要等到2000年下半年々TI将对这一平台提供 开发;^片、软件开发套件和应用程序接口(APIs) 支持。

窝电话市场。Inte]还和ADI公司结成联 盟开发新的DSP内核,该联盟将采用ADI 的16位ADSP2100系列作为起点,开发廉价的低功耗DSP内核。

DSP与MCU组合方案

在很多嵌入式应用中既需要DSP又需要 MCU, DSP在数字信号处理方面具有长 处,而MCU在智能控制方面具有优势, 将两者有机结合在一起的双核平台将是 DSP技术发展的一种趋势,推动这种发 展趋势的动力源于SOC。

DSP和MCU的这种融合肯定会受 到下一代无线信息设备,如智能电话、个人通信机和无线Internet产品的欢迎。虽 然各家公司在DSP/MCU平台的具体实 现上方法不同,但它们最终都具有DSP 与MCU共享片内资源的特点,使用这样 的组合平台不仅可以节约成本,而且可 以降低功耗。

目前有很多半导体公司都号称推出了具有DSP和MCU双重功能的硬件平 台,但其中有一些只是在MCU中增加了一个简单的16 X 16位乘法指令,因此用户在选择硬件平台时应该根据自己的具体应用综合考虑。

为了满足无线信息产品对实时音频 和视频数据处理的要求,TI和ARM公司 合作开发DSP/MCU平台,该双核平台 结合了 TI的DSP技术和ARM的32位 RISC微控制器技术,具有高性能和低功耗特点,适合于无线蜂窝产品、短距离无线应用和无线LAN等。

Infineon也推出了基于TriCore组合 处理器结构的TC10GP,具有实时DSP/ MCU功能,使用单一应用开发环境。

TC10GP 包含 了一个 TriCore 32 位 处理器内核,工作于66MHz,DSP和 MCU的整体运行速度达到100MIPS。 TC10GP适合于网络产品、高性能硬盘 驱动器、调制解调器、语音识别和数据通 信等应用场合。

个人通信和网络产品是DSP的应用主流

DSP的发展极大地推动了 SOC的发展, 基于DSP技术的网络产品、无线通信产品将是2000年DSP的应用主流。TI的 Arthur Liu说:“由DSP驱动的通信、计算机和消费类产品的融合,将使个人通信和Internet产品成为继PC之后的又一个闪亮点。”针对不断增长的无线通信市场对DSP的需求,TI也推出了低功TMS320C5420,它带有两个DSP内核, 具有200K字的RAM,性能达到200 MIPS,主要面向高端多通道系统。

在网络应用方面,Lucent公司推出 的Venus SOC调制解调器芯片已被 National Semiconductor选用在其最新的 Geode WebPAD产品设计中。Geode WebPAD是一个可替代PC的网络浏览 器,用户可以通过它方便地收发电子邮 件。Venus SOC调制解调器芯片内部包 含了 DSP、MCU、ROM 和 RAM。

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