DSP在占據(jù)嵌入式通信終端和基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的主導(dǎo)地位之后，現(xiàn)在其觸角也已廣泛地拓展到了更多的嵌入式數(shù)字多媒體應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)更以其完全軟件可編程的靈活性，在眾多的數(shù)字信息產(chǎn)品解決方案中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。“十年之內(nèi)，DSP有可能成為較大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。”出自TI總裁兼首席執(zhí)行官Tom Engibous的一句話為DSP的顯赫地位一錘定音。

DSP推進(jìn)數(shù)字化創(chuàng)新

當(dāng)二十一世紀(jì)的第一個(gè)年代已過(guò)去一半多一點(diǎn)的時(shí)候，也許這正是我們回顧數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)演變的大好時(shí)機(jī)。曾經(jīng)有過(guò)多少對(duì)新世紀(jì)熱情的憧憬，正在逐漸變成對(duì)新趨勢(shì)理性的展望，而這一切都源于一個(gè)共同而永恒的動(dòng)力，就是“數(shù)字化創(chuàng)新”。五十年代末期，TI通過(guò)開(kāi)啟集成電路之門的創(chuàng)舉而逐步展現(xiàn)出充沛的創(chuàng)新精神。在半導(dǎo)體硅片中的植入分立的門電路并不斷增加數(shù)量和規(guī)模，數(shù)字化的進(jìn)程由此而全面展開(kāi)，數(shù)字技術(shù)潮流由此而涌動(dòng)，而TI創(chuàng)新的沖動(dòng)始終如此旺盛。

自從1979年第一顆DSP在貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世以來(lái)，DSP就一直在改變我們的生活，作為眾多電子信息產(chǎn)品的核心引擎，DSP一度被人們奉為數(shù)字化革命的“旗手”。借助其在高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理中一騎絕塵的優(yōu)勢(shì)和后數(shù)字時(shí)代對(duì)高速大吞吐量數(shù)字處理的需求，DSP廠商正在試圖打造一個(gè)無(wú)處不在的DSP市場(chǎng)。在通信市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位的同時(shí)，DSP的應(yīng)用也拓展到數(shù)字媒體和數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域，同時(shí)更以其完全軟件可編程的靈活性，在眾多的數(shù)字信息產(chǎn)品方案中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

DSP的發(fā)展規(guī)律是其時(shí)鐘及運(yùn)算速度和性能不斷地大幅度增加，而其功耗和芯片尺寸在不斷地減少，其芯片的價(jià)格也是逐年降低。早期DSP主要應(yīng)用于高精尖領(lǐng)域，如軍事和工業(yè)設(shè)備。以后DSP開(kāi)始應(yīng)用于專業(yè)數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備，而在數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字移動(dòng)手機(jī)中的成功應(yīng)用又推動(dòng)了數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。在世紀(jì)更迭的階段中，DSP應(yīng)用已經(jīng)成為寬帶接入、數(shù)字音頻和數(shù)字視頻、新一代無(wú)線通信等創(chuàng)新應(yīng)用的核心平臺(tái)。

DSP的發(fā)展和演變歷程

DSP創(chuàng)新的應(yīng)用前景

在經(jīng)歷了2001年由于全球通信產(chǎn)業(yè)不景氣導(dǎo)致的短暫停滯之后，從2003年起DSP市場(chǎng)迅速恢復(fù)了活力。LSI Logic的ZSP產(chǎn)品亞洲區(qū)銷售總監(jiān)George Liao指出，當(dāng)前DSP的許多應(yīng)用市場(chǎng)都增長(zhǎng)強(qiáng)勁，包括無(wú)線產(chǎn)品、個(gè)人應(yīng)用、群組應(yīng)用和工業(yè)控制等。無(wú)獨(dú)有偶，飛思卡爾半導(dǎo)體亞太區(qū)傳訊及公共事務(wù)高級(jí)經(jīng)理蕭麗芬在接受采訪時(shí)亦表示，3G和VoIP開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)將帶動(dòng)DSP市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)，而許多原本基于MCU的家電應(yīng)用現(xiàn)在也越來(lái)越多的采用DSP器件，以增加產(chǎn)品的功能和性能。在全球的半導(dǎo)體市場(chǎng)中，未來(lái)三年DSP將保持著較高的增長(zhǎng)率。據(jù)美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)SIA去年六月的報(bào)告，從2006年到2008年，半導(dǎo)體平均年增長(zhǎng)率為10%，而DSP的平均年增長(zhǎng)率則近20%。2007年DSP市場(chǎng)規(guī)模首次超過(guò)100億美元，創(chuàng)新的應(yīng)用前景非常廣闊。

事實(shí)上我們生活在一個(gè)模擬的世界，這個(gè)世界充滿了顏色、影像、聲音、壓力和各種可以由線路或通過(guò)空氣傳輸?shù)男盘?hào)。模擬技術(shù)提供這些真實(shí)世界現(xiàn)象與數(shù)字處理技術(shù)的接口. 數(shù)字服務(wù)者所提供的每一個(gè)事情都是以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換A/D開(kāi)始而以數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換D/A為結(jié)束，而其中所進(jìn)行的就是各種各樣極為復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算處理，首當(dāng)其沖的承擔(dān)者就是DSP。

DSP的創(chuàng)新已經(jīng)在很大程度上正在改變?nèi)藗兊纳�活方式，并且還將繼續(xù)進(jìn)行下去，如圖二所示為DSP創(chuàng)新的多種形態(tài)。在DSP平臺(tái)本身這樣的創(chuàng)新將包含更多的內(nèi)涵。

DSP創(chuàng)新的綜合形態(tài)

對(duì)于DSP創(chuàng)新需要有更高的技術(shù)難度，其中首先需要較好的DSP平臺(tái)，其次是杰出的產(chǎn)品質(zhì)量和互操作性，另外需要支持遠(yuǎn)程安裝和管理。IP網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字的，而人的傳感器官是模擬的，數(shù)字娛樂(lè)過(guò)程是通過(guò)模擬傳感器再應(yīng)用到數(shù)字?jǐn)?shù)字網(wǎng)絡(luò)，這些感知必須進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，因此必須需要有一流的模擬和數(shù)字技術(shù)的綜合處理能力。技術(shù)提供者還需要有足夠的基礎(chǔ)設(shè)施資源，可實(shí)現(xiàn)互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，所以也就必須完全符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，并可能創(chuàng)建新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)兼顧建立、管理和延伸新的服務(wù)。DSP創(chuàng)新還體現(xiàn)在靈活的特殊應(yīng)用，這就需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員不僅僅了解器件本身，還要在一個(gè)更高水平上了解整體系統(tǒng)，這種系統(tǒng)級(jí)的思考對(duì)于今天的技術(shù)提供者至關(guān)重要。

通用DSP在創(chuàng)新的歷程中始終起到一個(gè)先行者的角色。在我們提到的許多應(yīng)用中，往往前期的平臺(tái)是DSP，而進(jìn)入成熟期之后就可能逐漸由廉價(jià)的專用芯片ASIC所占據(jù)，例如數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器和MP3播放器，ASIC畢竟是一種針對(duì)特定應(yīng)用而定制的硬件平臺(tái)。然而，這種壓力也使DSP在靈活性和適用性方面有更大的提高，特別是近年來(lái)DSP也能進(jìn)行大規(guī)模的制造，并可接近或達(dá)到消費(fèi)類的價(jià)格水平。在不少新興市場(chǎng)的應(yīng)用中，DSP以其軟件可編程的靈活性和產(chǎn)品可伸縮的優(yōu)越性仍處于主流平臺(tái)的地位，任何創(chuàng)新的思想都可以很容易地有DSP進(jìn)行嘗試并取得成果，在此基礎(chǔ)之上DSP又為這些創(chuàng)新提供更多新穎的內(nèi)容。例如在數(shù)字視頻監(jiān)控中DSP，首先承擔(dān)數(shù)字視頻的高級(jí)編解碼如MPEG4和H.264,其后可以還有能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)偵測(cè)和智能識(shí)別處理；在數(shù)字流媒體設(shè)備設(shè)計(jì)中，DSP可全面支持多制式的媒體格式如MPEG2、H.264、VC-1和AVS，并有能力通過(guò)軟件升級(jí)方式適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的完善；在生物特征識(shí)別類產(chǎn)品中，DSP可以充分利用有關(guān)面相識(shí)別、虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別軟件方針和優(yōu)化的成果，很快地在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同投入實(shí)用。總之，DSP的創(chuàng)新可以覆蓋從前沿研究到總體實(shí)現(xiàn)，再到方案實(shí)施直至產(chǎn)品化以及未來(lái)的更新?lián)Q代。

高端與低端并舉的市場(chǎng)策略

整體來(lái)看，DSP應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子以及無(wú)線等領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越普及，使得相關(guān)市場(chǎng)需求越來(lái)越大，未來(lái)DSP市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。在這種情況下，DSP廠商采取兩條腿走路的發(fā)展策略，一方面，通過(guò)采用更先進(jìn)的生產(chǎn)工藝?yán)^續(xù)發(fā)展性能更佳、易于開(kāi)發(fā)并支持多處理器的DSP器件，針對(duì)需要用復(fù)雜算法對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的應(yīng)用如自動(dòng)導(dǎo)航、全自動(dòng)化車輛、復(fù)雜的人工智能視覺(jué)系統(tǒng)以及高品質(zhì)的醫(yī)療影像等。另一方面，推出小型低成本DSP，直指成本敏感、同時(shí)需要低能耗、高指令吞吐處理能力和靈活性能的大規(guī)模嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)。“隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品開(kāi)始全面利用寬帶有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，低成本、低功耗的DSP市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)張。”LSI Logic的George說(shuō)。

在DSP的各個(gè)細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)中，無(wú)線產(chǎn)品如手機(jī)市場(chǎng)尤其是中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁。據(jù)分析，2004年底中國(guó)手機(jī)用戶數(shù)已經(jīng)到3億，2005年繼續(xù)增長(zhǎng)，規(guī)模驚人的手機(jī)用戶群還需要大量的無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)為這些手機(jī)服務(wù)，所有這些都將對(duì)DSP器件產(chǎn)生龐大的市場(chǎng)需求。而在個(gè)人應(yīng)用領(lǐng)域，包括便攜式數(shù)字音頻播放機(jī)、便攜式視頻播放機(jī)、游戲機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等市場(chǎng)的增長(zhǎng)勢(shì)頭也相當(dāng)樂(lè)觀。此外，在媒體網(wǎng)關(guān)、視頻監(jiān)控解決方案、電腦打印機(jī)、用于數(shù)字廣播(包括網(wǎng)絡(luò)電視)的機(jī)頂盒、線纜和DSL調(diào)制解調(diào)器等群組應(yīng)用中，市場(chǎng)需求仍在進(jìn)一步擴(kuò)大。

在新興市場(chǎng)方面，TI負(fù)責(zé)中國(guó)區(qū)DSP和新興市場(chǎng)的高級(jí)業(yè)務(wù)代表鄭小龍指出，DSP將在各種先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備、智能玩具、專業(yè)音響和各種生物識(shí)別應(yīng)用如指紋識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別和虹膜識(shí)別中找到大量市場(chǎng)機(jī)會(huì)。對(duì)于該公司提供的解決方案，鄭小龍介紹說(shuō)，在醫(yī)療儀器方面，基于OMAP平臺(tái)的人體生理信息診斷設(shè)備將推出，從而一改以往需要借助龐大微機(jī)系統(tǒng)的局面。對(duì)于指紋識(shí)別，同時(shí)兼有低功耗性能比和高性能價(jià)格比的C55x系列是較理想選擇，而其它則有C62x或C6?x。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和應(yīng)用亦有希望掀起新的??，基于C54x系列、C55x系列、C547x系列等多種平臺(tái)的成果必將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。DSP還將滲透到專業(yè)音響應(yīng)用中，國(guó)內(nèi)已有廠商推出基于C6711/C6713的高端音響產(chǎn)品。

汽車應(yīng)用是DSP的另一個(gè)潛在機(jī)會(huì)，隨著汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)，DSP在這一領(lǐng)域的增長(zhǎng)不可忽視。和很多電子產(chǎn)品相似，汽車也正在經(jīng)歷著一場(chǎng)數(shù)字革命的洗禮，純機(jī)械系統(tǒng)和模擬電子的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返。現(xiàn)今的汽車是數(shù)字化的汽車，內(nèi)置了幾十甚至上百個(gè)嵌入式處理器，它們通過(guò)數(shù)字網(wǎng)路相互連接，以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，如電子助力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、動(dòng)力傳送、主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)、電子氣門驅(qū)動(dòng)、引擎性能模塊等。

此外，DSP在汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用還包括需要高信號(hào)處理性能的計(jì)算密集型應(yīng)用(如車道跟蹤系統(tǒng))，也包括僅需一般處理性能的應(yīng)用(如胎壓監(jiān)控系統(tǒng)－TPMS)。面向汽車信號(hào)處理應(yīng)用的DSP具有很寬的性能范圍，而且將來(lái)更會(huì)趨于多樣化。基于視頻的安全和信息娛樂(lè)系統(tǒng)等高端應(yīng)用將需要更高的信號(hào)處理性能，而TPMS等低端應(yīng)用則要求節(jié)能高效。與此同時(shí)，DSP在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多，如工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、電機(jī)控制、能源管理等都開(kāi)始利用DSP在實(shí)時(shí)信號(hào)處理方面的專長(zhǎng)。

有利于創(chuàng)新的DSP集成模式

性能追求無(wú)極限的技術(shù)法則

性能指標(biāo)是永遠(yuǎn)的追求，著眼于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)工藝和高集成度是DSP的必由之路。DSP與其它類型處理器的整合互補(bǔ)趨勢(shì)現(xiàn)已不足為奇，為了滿足更多應(yīng)用處理的需求，這類架構(gòu)繼續(xù)向內(nèi)容更豐富、更復(fù)雜的SoC架構(gòu)發(fā)展，典型例子如TI的OMAP平臺(tái)、飛思卡爾的MXC平臺(tái)以及ADI的Blackfin平臺(tái)等。這些先進(jìn)的SoC結(jié)合了RISC微處理器的通用性功能與DSP的強(qiáng)大信號(hào)處理能力，從而有利于構(gòu)建更加靈活的處理平臺(tái)，提供更完善的系統(tǒng)解決方案。鄭小龍指出，這種集成趨勢(shì)還在繼續(xù)，他表示，除了推出第二代OMAP，TI的數(shù)字媒體處理器DM6?x與ARM9的集成將催生更強(qiáng)大的數(shù)字媒體綜合平臺(tái)，可以支持高性價(jià)比的IP機(jī)頂盒和IP可視電話等數(shù)字媒體終端產(chǎn)品。

同時(shí)，多內(nèi)核DSP產(chǎn)品也成為很多廠商進(jìn)一步提升性能的發(fā)展方向。比如飛思卡爾去年底推出的MSC812x系列多內(nèi)核DSP，集成了四個(gè)基于StarCore技術(shù)的高性能內(nèi)核，使該公司的MSC8122和MSC8126 DSP速率由400MHz增至500MHz。與第一代MSC8102相比，新產(chǎn)品的性能增加了50%，達(dá)到運(yùn)行速率2GHz、吞吐量8,000 MMACS的單DSP內(nèi)核的水平。

另外，帶有更完善外圍電路、嵌入式閃存和片上仿真的DSP產(chǎn)品也是發(fā)展趨勢(shì)。TI近日宣布推出基于數(shù)字射頻處理器(DRP)技術(shù)的手機(jī)單芯片解決方案，首次實(shí)現(xiàn)了在同一芯片上集成包括數(shù)字基帶、SRAM、邏輯器件、射頻、電源管理等大量功能；英飛凌也將在2005年推出一款在全CMOS工藝下集成基帶(應(yīng)用處理器、DSP)和射頻收發(fā)器的單芯片GPRS手機(jī)解決方案，可極大減少手機(jī)中的元器件數(shù)量。由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)射頻電路的整合，嵌入式DSP應(yīng)用的集成度又將達(dá)到一個(gè)新的高度。

發(fā)展DSP產(chǎn)業(yè)鏈，培育中國(guó)市場(chǎng)

整個(gè)DSP的產(chǎn)業(yè)鏈可分為五個(gè)部分，分別是器件、開(kāi)發(fā)和演示系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用算法、操作系統(tǒng)/設(shè)備驅(qū)動(dòng)/協(xié)議棧/系統(tǒng)應(yīng)用，以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)集成，逐級(jí)而上，分別由DSP廠商、第三方公司(3P)和客戶承擔(dān)，其中DSP廠商的精力主要放在改進(jìn)芯片設(shè)計(jì)、革新制造工藝、提高運(yùn)算速度、增加功能、降低功耗和減小成本等方面，而開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用軟件和實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)一般由第三方公司和客戶或ODM完成。

基于廠商提供的DSP芯片，這些第三方公司通過(guò)尋找各種各樣的商機(jī)、開(kāi)發(fā)新的軟件和新的產(chǎn)品，為人們提供琳瑯滿目的數(shù)字化產(chǎn)品。在DSP廠商的扶持下，中國(guó)本地的第三方DSP技術(shù)服務(wù)公司日漸增多，目前活躍在中國(guó)市場(chǎng)的第三方公司主要有長(zhǎng)信嘉信息技術(shù)公司、合眾達(dá)電子、瑞泰創(chuàng)新、聞亭科技、上海迅特電子、颶風(fēng)中天和智達(dá)科技等，它們以各種方式提供DSP應(yīng)用解決方案、硬件開(kāi)發(fā)工具和技術(shù)支持服務(wù)等。

為了進(jìn)一步開(kāi)拓中國(guó)市場(chǎng)，眾多DSP廠商除了不斷扶持本地的第三方DSP技術(shù)服務(wù)公司，還通過(guò)與大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)合作的方式全面培育中國(guó)市場(chǎng)。鄭小龍表示，TI在中國(guó)對(duì)DSP市場(chǎng)的耕耘已有多年，在培植了DSP開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略合作伙伴以及第三方合作伙伴的同時(shí)，也教育和培訓(xùn)無(wú)數(shù)DSP開(kāi)發(fā)人才。而飛思卡爾從1994年起便開(kāi)始了與國(guó)內(nèi)大學(xué)在技術(shù)培訓(xùn)和應(yīng)用研究方面的合作。據(jù)蕭麗芬介紹，目前該公司已與國(guó)內(nèi)數(shù)家高校分別建立了嵌入式處理器開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究中心和教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，僅在2003到2004年就有超過(guò)五千名大學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)飛思卡爾的產(chǎn)品及開(kāi)發(fā)工具獲得專業(yè)培訓(xùn)，并且取得實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。

LSI Logic的George也透露，該公司與ICC和DSP中心建立了關(guān)系并以它們?yōu)椴呗曰锇椋瑥亩�使得圍繞該公司的ZSP內(nèi)核開(kāi)發(fā)IP和軟件變得更加方便。中國(guó)本地市場(chǎng)對(duì)于成本非常敏感，許多終端產(chǎn)品出口海外，其較大優(yōu)勢(shì)就是成本，因此一些DSP廠商也在努力幫助客戶降低成本，如LSI Logic可向下游客戶提供ZSP的授權(quán)，以方便他們將其集成到其系統(tǒng)級(jí)芯片之中，從而有效保護(hù)他們?cè)谲浖�方面投資。

繼續(xù)挖掘DSP的源泉

作為數(shù)字信息產(chǎn)品的引擎DSP，需要特別關(guān)注就是核心DSP技術(shù)。現(xiàn)在全球成千上萬(wàn)的客戶正在應(yīng)用TI的C5000和C6000系列DSP在數(shù)以千計(jì)的應(yīng)用，從較大型高密度的網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品到較小的網(wǎng)絡(luò)音頻播放器。與此相關(guān)的是眾多的高性能模擬，輸入和輸出，可以為客戶提供較具靈活性較適合的產(chǎn)品，然后采用較好的CMOS和模擬處理技術(shù)集成為SOC。立足視頻創(chuàng)新的Davinci系列一經(jīng)推出就得到業(yè)界積極響應(yīng)，配合通信和多媒體軟件將幫助加快產(chǎn)品的上市時(shí)間并確保較好的IP服務(wù)。目前圍繞Davinci已推出數(shù)字監(jiān)控DVR、DVS和IP網(wǎng)絡(luò)相機(jī)，以及IP機(jī)頂盒、IP可視電話、數(shù)碼相機(jī)，還會(huì)有更多創(chuàng)新的應(yīng)用。如圖四所示有利于創(chuàng)新的DSP集成模式將使更多的客戶針對(duì)更多的特色應(yīng)用順利完成共同開(kāi)發(fā)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣不妨DSP視為一個(gè)不竭源泉，而源源不斷涌現(xiàn)的將是層出不窮的創(chuàng)新。