專家分析：探尋DSP發(fā)展軌跡和未來趨勢
從TI第一顆DSP誕生至今已有25年，成就了無數(shù)輝煌。多核、SoC的發(fā)展方向使DSP將繼續(xù)高速成長，同時，它的發(fā)展也正在面臨來自FPGA、ASIC的挑戰(zhàn)。
DSP概念最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)60年代，到70年代才由計算機(jī)實現(xiàn)部分實時處理，當(dāng)時主要用于高尖端領(lǐng)域。由于DSP技術(shù)與大量運算相關(guān)，每秒完成百萬條指令運算就變?yōu)橐粋€新的單位MIPS(每秒百萬條指令)。80年代，有些公司陸續(xù)設(shè)計出適合于DSP處理技術(shù)的處理器，于是DSP開始成為一種高性能處理器的名稱。TI在1982年發(fā)布了第一顆DSP芯片，名為TMS32010，這是一個處理速度達(dá)5個MIPS的處理器。
加入TI公司有12個年頭的清華才俊鄭小龍，從技術(shù)應(yīng)用工程師打拼到負(fù)責(zé)DSP在中國的銷售業(yè)務(wù)，熟諳DSP圈里的事。他談起了DSP誕生的故事：
那時只有兩種處理器，一種是作為PC核心的CPU，另一種是微控制器MCU。這兩種處理器的在進(jìn)行大量運算時都面臨技術(shù)瓶頸，業(yè)內(nèi)就在考慮“是不是需要一種高速的數(shù)字信號處理的器件”。那個時候，數(shù)字信號處理的理論已經(jīng)有了，像濾波器、編碼解碼等對于乘加結(jié)構(gòu)要求很高，如果用CPU來處理的話，指令非常多、效率比較低；而如果在處理器中就有這樣一個乘加結(jié)構(gòu)，數(shù)字濾波器就可以實現(xiàn)實時的處理結(jié)果。
DSP剛開始出現(xiàn)時，采用了NMOS工藝，然后由于功耗的原因，很快轉(zhuǎn)到CMOS，例如C54、C55等型號中的“C”就表示CMOS。那個時候成本還是比較高的，實現(xiàn)每個MIPS的成本高達(dá)10～100美元，成為商品化的障礙。
本文分四個部分：
發(fā)展軌跡：DSP歷史的三個階段
DSP演進(jìn)圖：性能、價格、功耗是不變的追求
未來趨勢：DSP走向多核與SoC
DSP不懼競爭？當(dāng)DSP遭遇FPGA、ASIC
發(fā)展軌跡：DSP歷史的三個階段
TI首席科學(xué)家兼DSP業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理方進(jìn)(GeneFrantz)在年前接受電子工程專輯采訪時曾這樣說過，“DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程中經(jīng)歷了三個階段：第一階段，DSP意味著數(shù)字信號處理，并作為一個新的理論體系廣為流行；隨著這個時代的成熟，DSP進(jìn)入了發(fā)展的第二階段，在這個階段，DSP代表數(shù)字信號處理器，這些DSP器件使我們生活的許多方面都發(fā)生了巨大的變化；接下來又催生了第三階段，這是一個賦能(enablement)的時期，我們將看到DSP理論和DSP架構(gòu)都被嵌入到SoC類產(chǎn)品中。”
80年代開始了第二個階段，DSP從概念走向了產(chǎn)品，TMS32010所實現(xiàn)的出色性能和特性備受業(yè)界關(guān)注。方進(jìn)先生在一篇文章中提到，新興的DSP業(yè)務(wù)同時也承擔(dān)著巨大的風(fēng)險，究竟向哪里拓展是生死攸關(guān)的問題。當(dāng)設(shè)計師努力使DSP處理器每MIPS成本降到了適合于商用的低于10美元范圍時，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中不斷獲得成功。到1991年，TI推出價格可與16位微處理器不相上下的DSP芯片，首次實現(xiàn)批量單價低于5美元，但所能提供的性能卻是其5至10倍。
到90年代，多家公司躋身DSP領(lǐng)域與TI進(jìn)行市場競爭。TI首家提供可定制DSP——cDSP，cDSP基于內(nèi)核DSP的設(shè)計可使DSP具有更高的系統(tǒng)集成度，大加速了產(chǎn)品的上市時間。同時，TI瞄準(zhǔn)DSP電子市場上成長速度最快的領(lǐng)域。到90年代中期，這種可編程的DSP器件已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語音處理、汽車電子、消費類音頻和視頻產(chǎn)品等等，其中最為輝煌的成就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功。這時，DSP業(yè)務(wù)也一躍成為TI最大的業(yè)務(wù)，這個階段DSP每MIPS的價格已降到10美分到1美元的范圍。
21世紀(jì)DSP發(fā)展進(jìn)入第三個階段，市場競爭更加激烈，TI及時調(diào)整DSP發(fā)展戰(zhàn)略全局規(guī)劃，并以全面的產(chǎn)品規(guī)劃和完善的解決方案，加之全新的開發(fā)理念，深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。成就這一進(jìn)展的前提就是DSP每MIPS價格目標(biāo)已設(shè)定為幾個美分或更低。
SP演進(jìn)圖：性能、價格、功耗是不變的追求
無疑，CMOS工藝的改變大大降低了功耗，而且隨著工藝節(jié)點從3微米、0.8微米、0.1微米以及未來的納米工藝，低功耗是DSP一個不變的特性。同時，DSP的主頻不斷得到提升，從開始的5MHz，到100MHz、200MHz。
“一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在90年代中期，TI開發(fā)出多并行處理結(jié)構(gòu)，1997年推出了C6000DSP，有8個并行運算單元，原來每個單元性能可達(dá)200MPS，這樣一下子提高了8倍到1600MIPS。”這些運算單元可以有不同的組合，分為2組、每組4個，包括邏輯處理、數(shù)字處理、乘法運算、移位處理四類單元，分別適合不同的應(yīng)用。這一時期，DSP已廣泛用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語音處理、消費音視頻產(chǎn)品等，特別是在蜂窩電話領(lǐng)域的成功。鄭小龍說道，“今天針對基站應(yīng)用的C6416主頻達(dá)到1.1GHz、處理能力超過8000MIPS。”
性能、價格、功耗永遠(yuǎn)是DSP追求的目標(biāo)。在這個目標(biāo)的驅(qū)動下，每隔十年DSP的性能、規(guī)模、工藝、價格等就會發(fā)生一個躍遷。如表1所示，DSP的演進(jìn)同樣遵循著摩爾定律，伴隨著集成度的不斷提高，是性能的提升、價格的下降。
針對DSP功耗的變動趨勢，存在一個Gene定律。從圖1可見，1982年每MIPS的功耗為250mW，到1992下降為12.5mW，而到2000年僅為0.1mW，2004年到0.01mW，而預(yù)計2010年將挑戰(zhàn)0.001mW。Gene定律認(rèn)為，DSP功耗性能比每隔5年將降低10倍。
圖1：Gene定律及DSP功耗性能比變化
未來趨勢：DSP走向多核與SoC
DSP的發(fā)展是非常幸運的，幾乎以2倍于半導(dǎo)體工業(yè)的增長速度在成長。根據(jù)行業(yè)分析機(jī)構(gòu)FarwardConcepts的預(yù)計，在未來5年時間里，DSP市場將以12％的年復(fù)合增長率增長，該公司總裁WillStrauss認(rèn)為：“DSP技術(shù)在未來幾年的發(fā)展將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在問世后25年之內(nèi)的發(fā)展，并將使人類世界變得前所未有的安全、智能化和聯(lián)網(wǎng)化。”
在多核故事不斷上演的今天，DSP同樣也在向多核轉(zhuǎn)變，特別是面向高速、高密度數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。在TI最近公布的無線基礎(chǔ)設(shè)施的多核DSP中，已經(jīng)有一款6核方案，在未來25年可能一個DSP芯片將集成百個處理器。
TI公司高級副總裁MikeHames在TI剛剛舉辦的開發(fā)商大會勾勒出一系列多核應(yīng)用新的機(jī)遇，“人的衣服可以給人發(fā)出健康警報，自動交通工具可以彼此通信提醒是否會延期出發(fā)，安全系統(tǒng)可以識別朋友和敵人并采取相應(yīng)對策，而便攜式媒體設(shè)備則可以讓用戶遠(yuǎn)程訪問到屬于自己的任何電子設(shè)備和數(shù)據(jù)?！?
然而對于那些不屬于高密度的應(yīng)用，鄭小龍認(rèn)為，“將來的發(fā)展方向是SoC，而不是多核?！边_(dá)芬奇平臺就是一個SoC的典型例子，它采用了DSP(C64x)和ARM(ARM9)雙核架構(gòu)，以及視頻前端、視頻加速器和很強繼承性的軟件，專門針對數(shù)字視頻應(yīng)用而設(shè)計。
方進(jìn)先生認(rèn)為，在第三個階段（賦能時期），SoC集成系統(tǒng)將在系統(tǒng)處理器(如ARM)的控制下，同時使用可編程DSP和可配置DSP加速器，這些新的SoC將成為許多創(chuàng)新性產(chǎn)品的開發(fā)平臺?？删幊蘏oC(配合適當(dāng)?shù)目膳渲?是未來DSP的生存之道。他說，“這聽起來像一種限制，但事實上將帶來無限的創(chuàng)新機(jī)會，例如娛樂、安全和醫(yī)療等將是DSP未來三個應(yīng)用領(lǐng)域。”
DSP不懼競爭？當(dāng)DSP遭遇FPGA、ASIC
但DSP廠商未來的日子也并不輕松，隨著FPGA與ASIC向DSP應(yīng)用領(lǐng)域的滲透逐漸擴(kuò)展和加速，競爭在日益加劇。
Altera和賽靈思這兩大FPGA冤家，一方面在65nm擂臺上不斷施展才藝，頗有“道高一尺魔高一丈”的拼勁，比肩共進(jìn)；同時，也不斷將FPGA觸角伸向更為廣泛的領(lǐng)域，性能和資源的優(yōu)勢自不必說，他們還致力于通過降低功耗和成本等手段，在消費類、嵌入式等領(lǐng)域使FPGA與DSP之間的差別越來越小。
例如，幾天前Altera剛剛發(fā)布了65nm低功耗(LP)工藝的CycloneIIIFPGA，在可編程邏輯發(fā)展歷史中，它比其他低成本FPGA產(chǎn)品能夠支持實現(xiàn)更多應(yīng)用。其片上資源包括5K至120K邏輯單元(LE)，288個數(shù)字信號處理乘法器，存儲器達(dá)到4Mbits。CycloneIII在性能上的提升在于兩個方面，一是每邏輯單元成本降低20％，二是比同類FPGA競爭產(chǎn)品的功耗低75％！
據(jù)Altera負(fù)責(zé)廣播、汽車電子及消費電子業(yè)務(wù)的副總裁TimColleran稱，250多家參加了早期試用計劃的客戶已經(jīng)在大量應(yīng)用中采用CycloneIIIFPGA進(jìn)行設(shè)計，比如艾默生的高性能嵌入式電機(jī)控制項目、LetItWave的下一代船舶導(dǎo)航產(chǎn)品的視頻處理和顯示驅(qū)動等。
賽靈思則在其FPGA中引入DSP模塊——XtremeDSP技術(shù)，提供針對航天和軍用產(chǎn)品、數(shù)字通信、多媒體、視頻和成像行業(yè)的高性能定制DSP解決方案，目前推出的DSP產(chǎn)品包括新小型化SDR開發(fā)平臺、常見數(shù)字無線電系統(tǒng)（CDRSX）開發(fā)平臺，以及用于BDTI公司的基礎(chǔ)研究中，探索FPGA如何滿足DSP應(yīng)用需求、何時使用FPGA/DSP或是二者的結(jié)合。
BDTI一項最新研究結(jié)果顯示，在多個DSP高端應(yīng)用中FPGA將扮演越來越重要的角色，例如高端通信基礎(chǔ)設(shè)施等需要大量并行運算且對性能要求很高的應(yīng)用，F(xiàn)PGA的性能優(yōu)勢要超過獨立DSP；甚至，傳統(tǒng)上總是與高成本相聯(lián)系的FPGA在某些設(shè)計應(yīng)用中比DSP方案還便宜。BDTI也同時指出，F(xiàn)PGA不會在一夜之間徹底顛覆現(xiàn)有格局，在高端通信應(yīng)用中，將是FPGA與ASSP、ASIC、DSP、通用處理器這些已有系統(tǒng)共存。
除了FPGA巨頭，一些初創(chuàng)公司也正在進(jìn)入DSP的應(yīng)用領(lǐng)域，以更低成本的解決方案沖擊DSP的視頻應(yīng)用。例如從事多媒體處理器研發(fā)的北京的希圖（C2Microsystems），專門針對音視頻、圖象應(yīng)用開放優(yōu)化的可編程解決方案，宣稱其對手只有達(dá)芬奇平臺。而另外一家，成立于2005年的北京維柯視（W&W）則是致力于H.264的ASIC研發(fā)，提供視頻壓縮編解碼技術(shù)和配套產(chǎn)品解決方案。
從鄭小龍的談話中，感到DSP似乎不懼怕這些競爭，低功耗、軟件可編程性是DSP獨特的優(yōu)勢，SoC的發(fā)展也將為DSP贏得更多優(yōu)勢。
FPGA有它不盡如任意的方面。許多DSP設(shè)計者可能并不熟悉面向DSP的FPGA，鄭小龍稱，“使用DSP有很好的繼承性，包括軟件、操作系統(tǒng)、多媒體框架等都有很強的繼承性，有豐富的第三方支持，而通過FPGA硬件進(jìn)行編程則需要復(fù)雜的軟件，這就涉及到建立一個生態(tài)系統(tǒng)的問題。”
ASIC低成本也伴隨著靈活性不夠。對于一些新興標(biāo)準(zhǔn)，需要有一個完善的過程，如果要實現(xiàn)多制式、各種各樣的應(yīng)用，ASIC也將受到各種限制。鄭小龍表示，AISC更多是在搶占成熟的或低端市場，比如MP3等，高端產(chǎn)品還是由DSP實現(xiàn)。DSP的未來一定是提供高附加值，就是給廠家做特色產(chǎn)品、創(chuàng)新產(chǎn)品提供一個平臺，例如DMA、可視電話、會議電話等，多功能、多制式需要靈活的軟件支持。
在DSP目前優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，降低成本也是未來DSP或SoC平臺的努力目標(biāo)。最早是ADI將Blackfin平臺做到10美元以下，后來10美元也成為TI的一個目標(biāo)，目前，達(dá)芬奇平臺已經(jīng)有低于10美元的解決方案。鄭小龍表示，今后達(dá)芬奇還將針對具體類別的應(yīng)用推出性能、成本優(yōu)化的解決方案。
另外一個重要方面是功耗。以低功耗著稱的DSP對降低功耗的追求是無止境的，方進(jìn)稱：“我們需要我們改變對低功耗的思考模式?！彼岢隽藘煞N不同的低功耗定義：一個是在不犧牲性能的前提下把功耗減至最小，稱之為“低功耗”；另一個稱為“超低功耗”，則是指犧牲部分性能，務(wù)求盡最大限度把功耗減至最小級別。
DSP概念最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)60年代，到70年代才由計算機(jī)實現(xiàn)部分實時處理，當(dāng)時主要用于高尖端領(lǐng)域。由于DSP技術(shù)與大量運算相關(guān)，每秒完成百萬條指令運算就變?yōu)橐粋€新的單位MIPS(每秒百萬條指令)。80年代，有些公司陸續(xù)設(shè)計出適合于DSP處理技術(shù)的處理器，于是DSP開始成為一種高性能處理器的名稱。TI在1982年發(fā)布了第一顆DSP芯片，名為TMS32010，這是一個處理速度達(dá)5個MIPS的處理器。
加入TI公司有12個年頭的清華才俊鄭小龍，從技術(shù)應(yīng)用工程師打拼到負(fù)責(zé)DSP在中國的銷售業(yè)務(wù)，熟諳DSP圈里的事。他談起了DSP誕生的故事：
那時只有兩種處理器，一種是作為PC核心的CPU，另一種是微控制器MCU。這兩種處理器的在進(jìn)行大量運算時都面臨技術(shù)瓶頸，業(yè)內(nèi)就在考慮“是不是需要一種高速的數(shù)字信號處理的器件”。那個時候，數(shù)字信號處理的理論已經(jīng)有了，像濾波器、編碼解碼等對于乘加結(jié)構(gòu)要求很高，如果用CPU來處理的話，指令非常多、效率比較低；而如果在處理器中就有這樣一個乘加結(jié)構(gòu)，數(shù)字濾波器就可以實現(xiàn)實時的處理結(jié)果。
DSP剛開始出現(xiàn)時，采用了NMOS工藝，然后由于功耗的原因，很快轉(zhuǎn)到CMOS，例如C54、C55等型號中的“C”就表示CMOS。那個時候成本還是比較高的，實現(xiàn)每個MIPS的成本高達(dá)10～100美元，成為商品化的障礙。
本文分四個部分：
發(fā)展軌跡：DSP歷史的三個階段
DSP演進(jìn)圖：性能、價格、功耗是不變的追求
未來趨勢：DSP走向多核與SoC
DSP不懼競爭？當(dāng)DSP遭遇FPGA、ASIC
發(fā)展軌跡：DSP歷史的三個階段
TI首席科學(xué)家兼DSP業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理方進(jìn)(GeneFrantz)在年前接受電子工程專輯采訪時曾這樣說過，“DSP產(chǎn)業(yè)在約40年的歷程中經(jīng)歷了三個階段：第一階段，DSP意味著數(shù)字信號處理，并作為一個新的理論體系廣為流行；隨著這個時代的成熟，DSP進(jìn)入了發(fā)展的第二階段，在這個階段，DSP代表數(shù)字信號處理器，這些DSP器件使我們生活的許多方面都發(fā)生了巨大的變化；接下來又催生了第三階段，這是一個賦能(enablement)的時期，我們將看到DSP理論和DSP架構(gòu)都被嵌入到SoC類產(chǎn)品中。”
80年代開始了第二個階段，DSP從概念走向了產(chǎn)品，TMS32010所實現(xiàn)的出色性能和特性備受業(yè)界關(guān)注。方進(jìn)先生在一篇文章中提到，新興的DSP業(yè)務(wù)同時也承擔(dān)著巨大的風(fēng)險，究竟向哪里拓展是生死攸關(guān)的問題。當(dāng)設(shè)計師努力使DSP處理器每MIPS成本降到了適合于商用的低于10美元范圍時，DSP在軍事、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中不斷獲得成功。到1991年，TI推出價格可與16位微處理器不相上下的DSP芯片，首次實現(xiàn)批量單價低于5美元，但所能提供的性能卻是其5至10倍。
到90年代，多家公司躋身DSP領(lǐng)域與TI進(jìn)行市場競爭。TI首家提供可定制DSP——cDSP，cDSP基于內(nèi)核DSP的設(shè)計可使DSP具有更高的系統(tǒng)集成度，大加速了產(chǎn)品的上市時間。同時，TI瞄準(zhǔn)DSP電子市場上成長速度最快的領(lǐng)域。到90年代中期，這種可編程的DSP器件已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語音處理、汽車電子、消費類音頻和視頻產(chǎn)品等等，其中最為輝煌的成就是在數(shù)字蜂窩電話中的成功。這時，DSP業(yè)務(wù)也一躍成為TI最大的業(yè)務(wù)，這個階段DSP每MIPS的價格已降到10美分到1美元的范圍。
21世紀(jì)DSP發(fā)展進(jìn)入第三個階段，市場競爭更加激烈，TI及時調(diào)整DSP發(fā)展戰(zhàn)略全局規(guī)劃，并以全面的產(chǎn)品規(guī)劃和完善的解決方案，加之全新的開發(fā)理念，深化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。成就這一進(jìn)展的前提就是DSP每MIPS價格目標(biāo)已設(shè)定為幾個美分或更低。
SP演進(jìn)圖：性能、價格、功耗是不變的追求
無疑，CMOS工藝的改變大大降低了功耗，而且隨著工藝節(jié)點從3微米、0.8微米、0.1微米以及未來的納米工藝，低功耗是DSP一個不變的特性。同時，DSP的主頻不斷得到提升，從開始的5MHz，到100MHz、200MHz。
“一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在90年代中期，TI開發(fā)出多并行處理結(jié)構(gòu)，1997年推出了C6000DSP，有8個并行運算單元，原來每個單元性能可達(dá)200MPS，這樣一下子提高了8倍到1600MIPS。”這些運算單元可以有不同的組合，分為2組、每組4個，包括邏輯處理、數(shù)字處理、乘法運算、移位處理四類單元，分別適合不同的應(yīng)用。這一時期，DSP已廣泛用于數(shù)據(jù)通信、海量存儲、語音處理、消費音視頻產(chǎn)品等，特別是在蜂窩電話領(lǐng)域的成功。鄭小龍說道，“今天針對基站應(yīng)用的C6416主頻達(dá)到1.1GHz、處理能力超過8000MIPS。”
性能、價格、功耗永遠(yuǎn)是DSP追求的目標(biāo)。在這個目標(biāo)的驅(qū)動下，每隔十年DSP的性能、規(guī)模、工藝、價格等就會發(fā)生一個躍遷。如表1所示，DSP的演進(jìn)同樣遵循著摩爾定律，伴隨著集成度的不斷提高，是性能的提升、價格的下降。
針對DSP功耗的變動趨勢，存在一個Gene定律。從圖1可見，1982年每MIPS的功耗為250mW，到1992下降為12.5mW，而到2000年僅為0.1mW，2004年到0.01mW，而預(yù)計2010年將挑戰(zhàn)0.001mW。Gene定律認(rèn)為，DSP功耗性能比每隔5年將降低10倍。
圖1：Gene定律及DSP功耗性能比變化
未來趨勢：DSP走向多核與SoC
DSP的發(fā)展是非常幸運的，幾乎以2倍于半導(dǎo)體工業(yè)的增長速度在成長。根據(jù)行業(yè)分析機(jī)構(gòu)FarwardConcepts的預(yù)計，在未來5年時間里，DSP市場將以12％的年復(fù)合增長率增長，該公司總裁WillStrauss認(rèn)為：“DSP技術(shù)在未來幾年的發(fā)展將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在問世后25年之內(nèi)的發(fā)展，并將使人類世界變得前所未有的安全、智能化和聯(lián)網(wǎng)化。”
在多核故事不斷上演的今天，DSP同樣也在向多核轉(zhuǎn)變，特別是面向高速、高密度數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。在TI最近公布的無線基礎(chǔ)設(shè)施的多核DSP中，已經(jīng)有一款6核方案，在未來25年可能一個DSP芯片將集成百個處理器。
TI公司高級副總裁MikeHames在TI剛剛舉辦的開發(fā)商大會勾勒出一系列多核應(yīng)用新的機(jī)遇，“人的衣服可以給人發(fā)出健康警報，自動交通工具可以彼此通信提醒是否會延期出發(fā)，安全系統(tǒng)可以識別朋友和敵人并采取相應(yīng)對策，而便攜式媒體設(shè)備則可以讓用戶遠(yuǎn)程訪問到屬于自己的任何電子設(shè)備和數(shù)據(jù)?！?
然而對于那些不屬于高密度的應(yīng)用，鄭小龍認(rèn)為，“將來的發(fā)展方向是SoC，而不是多核?！边_(dá)芬奇平臺就是一個SoC的典型例子，它采用了DSP(C64x)和ARM(ARM9)雙核架構(gòu)，以及視頻前端、視頻加速器和很強繼承性的軟件，專門針對數(shù)字視頻應(yīng)用而設(shè)計。
方進(jìn)先生認(rèn)為，在第三個階段（賦能時期），SoC集成系統(tǒng)將在系統(tǒng)處理器(如ARM)的控制下，同時使用可編程DSP和可配置DSP加速器，這些新的SoC將成為許多創(chuàng)新性產(chǎn)品的開發(fā)平臺?？删幊蘏oC(配合適當(dāng)?shù)目膳渲?是未來DSP的生存之道。他說，“這聽起來像一種限制，但事實上將帶來無限的創(chuàng)新機(jī)會，例如娛樂、安全和醫(yī)療等將是DSP未來三個應(yīng)用領(lǐng)域。”
DSP不懼競爭？當(dāng)DSP遭遇FPGA、ASIC
但DSP廠商未來的日子也并不輕松，隨著FPGA與ASIC向DSP應(yīng)用領(lǐng)域的滲透逐漸擴(kuò)展和加速，競爭在日益加劇。
Altera和賽靈思這兩大FPGA冤家，一方面在65nm擂臺上不斷施展才藝，頗有“道高一尺魔高一丈”的拼勁，比肩共進(jìn)；同時，也不斷將FPGA觸角伸向更為廣泛的領(lǐng)域，性能和資源的優(yōu)勢自不必說，他們還致力于通過降低功耗和成本等手段，在消費類、嵌入式等領(lǐng)域使FPGA與DSP之間的差別越來越小。
例如，幾天前Altera剛剛發(fā)布了65nm低功耗(LP)工藝的CycloneIIIFPGA，在可編程邏輯發(fā)展歷史中，它比其他低成本FPGA產(chǎn)品能夠支持實現(xiàn)更多應(yīng)用。其片上資源包括5K至120K邏輯單元(LE)，288個數(shù)字信號處理乘法器，存儲器達(dá)到4Mbits。CycloneIII在性能上的提升在于兩個方面，一是每邏輯單元成本降低20％，二是比同類FPGA競爭產(chǎn)品的功耗低75％！
據(jù)Altera負(fù)責(zé)廣播、汽車電子及消費電子業(yè)務(wù)的副總裁TimColleran稱，250多家參加了早期試用計劃的客戶已經(jīng)在大量應(yīng)用中采用CycloneIIIFPGA進(jìn)行設(shè)計，比如艾默生的高性能嵌入式電機(jī)控制項目、LetItWave的下一代船舶導(dǎo)航產(chǎn)品的視頻處理和顯示驅(qū)動等。
賽靈思則在其FPGA中引入DSP模塊——XtremeDSP技術(shù)，提供針對航天和軍用產(chǎn)品、數(shù)字通信、多媒體、視頻和成像行業(yè)的高性能定制DSP解決方案，目前推出的DSP產(chǎn)品包括新小型化SDR開發(fā)平臺、常見數(shù)字無線電系統(tǒng)（CDRSX）開發(fā)平臺，以及用于BDTI公司的基礎(chǔ)研究中，探索FPGA如何滿足DSP應(yīng)用需求、何時使用FPGA/DSP或是二者的結(jié)合。
BDTI一項最新研究結(jié)果顯示，在多個DSP高端應(yīng)用中FPGA將扮演越來越重要的角色，例如高端通信基礎(chǔ)設(shè)施等需要大量并行運算且對性能要求很高的應(yīng)用，F(xiàn)PGA的性能優(yōu)勢要超過獨立DSP；甚至，傳統(tǒng)上總是與高成本相聯(lián)系的FPGA在某些設(shè)計應(yīng)用中比DSP方案還便宜。BDTI也同時指出，F(xiàn)PGA不會在一夜之間徹底顛覆現(xiàn)有格局，在高端通信應(yīng)用中，將是FPGA與ASSP、ASIC、DSP、通用處理器這些已有系統(tǒng)共存。
除了FPGA巨頭，一些初創(chuàng)公司也正在進(jìn)入DSP的應(yīng)用領(lǐng)域，以更低成本的解決方案沖擊DSP的視頻應(yīng)用。例如從事多媒體處理器研發(fā)的北京的希圖（C2Microsystems），專門針對音視頻、圖象應(yīng)用開放優(yōu)化的可編程解決方案，宣稱其對手只有達(dá)芬奇平臺。而另外一家，成立于2005年的北京維柯視（W&W）則是致力于H.264的ASIC研發(fā)，提供視頻壓縮編解碼技術(shù)和配套產(chǎn)品解決方案。
從鄭小龍的談話中，感到DSP似乎不懼怕這些競爭，低功耗、軟件可編程性是DSP獨特的優(yōu)勢，SoC的發(fā)展也將為DSP贏得更多優(yōu)勢。
FPGA有它不盡如任意的方面。許多DSP設(shè)計者可能并不熟悉面向DSP的FPGA，鄭小龍稱，“使用DSP有很好的繼承性，包括軟件、操作系統(tǒng)、多媒體框架等都有很強的繼承性，有豐富的第三方支持，而通過FPGA硬件進(jìn)行編程則需要復(fù)雜的軟件，這就涉及到建立一個生態(tài)系統(tǒng)的問題。”
ASIC低成本也伴隨著靈活性不夠。對于一些新興標(biāo)準(zhǔn)，需要有一個完善的過程，如果要實現(xiàn)多制式、各種各樣的應(yīng)用，ASIC也將受到各種限制。鄭小龍表示，AISC更多是在搶占成熟的或低端市場，比如MP3等，高端產(chǎn)品還是由DSP實現(xiàn)。DSP的未來一定是提供高附加值，就是給廠家做特色產(chǎn)品、創(chuàng)新產(chǎn)品提供一個平臺，例如DMA、可視電話、會議電話等，多功能、多制式需要靈活的軟件支持。
在DSP目前優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，降低成本也是未來DSP或SoC平臺的努力目標(biāo)。最早是ADI將Blackfin平臺做到10美元以下，后來10美元也成為TI的一個目標(biāo)，目前，達(dá)芬奇平臺已經(jīng)有低于10美元的解決方案。鄭小龍表示，今后達(dá)芬奇還將針對具體類別的應(yīng)用推出性能、成本優(yōu)化的解決方案。
另外一個重要方面是功耗。以低功耗著稱的DSP對降低功耗的追求是無止境的，方進(jìn)稱：“我們需要我們改變對低功耗的思考模式?！彼岢隽藘煞N不同的低功耗定義：一個是在不犧牲性能的前提下把功耗減至最小，稱之為“低功耗”；另一個稱為“超低功耗”，則是指犧牲部分性能，務(wù)求盡最大限度把功耗減至最小級別。
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