25年市场增千倍 个人应用将掀DSP高潮

　　根据Forward&WSTS提供的数据，2007年，全球DSP市场规模将突破100亿美元大关，而25年前，当首款DSP芯片诞生时的1982年，该市场的规模仅为1000万美元，25年间市场规模令人不可思议地增加了1000倍。据预测，3年后的2010年，全球DSP市场规模更是将达到170亿美元。那么，最初以玩具为应用目标的DSP市场为什么能够以火箭般的速度蹿升？创新成为其中的关键。在25年的发展历程中，作为首款DSP芯片的发明者，美国德州仪器(TI)公司不再独行，DSP生态系统已然形成。展望未来，即将到来的第三波DSP应用创新将为人们带来许多前所未有的体验。

　　

　　两大创新推动DSP前行

　　

　　DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理)芯片，是一种快速、功能强大的微处理器。现实世界的声音、光、图像先被转换成数字世界的“0”和“1”，DSP芯片对这些数字信号进行处理、修改和增强，然后信号再经过模拟芯片的转换，变回人们可以感受到的真实世界的信号。

　　

　　20世纪70年代，TI位于美国休斯敦办公室的工程师开始反复讨论DSP芯片。1976年的“头脑风暴”会议后，一群富有创意和激情的工程师提出设计开发一种会说话的拼写教育产品。现TI首席科学家方进(Gene A Frantz)当时的任务就是负责集成电路设计。在团队的通力合作之下，享有盛名的Speak&Spell诞生。Speak&Spell是美国历史上著名的拼写玩具，它的成功为DSP技术赢得了机遇。

　　

　　从最初应用于玩具市场中的“小儿科”式技术发展到如今的100亿美元的市场规模。25年间，是什么使DSP发生了沧海桑田般的变化？

　　

　　在近日召开的2007年TI开发商大会上，TI全球特殊应用产品部大中华区策略拓展副总裁林坤山认为，DSP能够快速发展主要有两个原因：第一是创新者提供了DSP系统技术的创新；第二是这些创新帮助客户带来了应用方面的创新。

　　

　　毫不夸张地说，应用市场的增加已经成为推动DSP技术发展的最主要动力。作为DSP领域的领军人物，方进说：“现在的重点不是技术已经发展到什么程度，而是今后技术将向何处发展，我们关注未来DSP能做些什么，能为我们带来怎样的未来生活。”

　　

　　事实胜于雄辩。1982年，TI发布了第一款商用DSP芯片——TMS320C10，该芯片采用当时最先进的3微米工艺，集成了55000个晶体管，性能达到每秒钟可以运行500万个指令，大概是当时性能最强的处理机速度的10倍左右。而TI在2007年初推出的多核DSP——TMS320TNETV3020和TMS320TCI6488，分别集成了6个500MHz DSP内核和3个1GHz DSP内核，性能最高达到3GHz。从应用领域而言，1982年DSP技术在军事和电信领域的应用刚刚开始。25年后的今天，DSP已经广泛应用于数字无线、宽带接入、数字音频、高分辨率影像以及数字马达控制等领域。

　　

　　林坤山认为，DSP性能在25年间大幅度提升主要有两个原因：第一，半导体工艺的进步；第二，DSP设计架构和结构方面非常大的进步。如今，50%的TI DSP产品都使用90纳米工艺制造，最新的C6455芯片使用65纳米技术生产。目前TI有一些新的最先进的芯片已经开始用45纳米工艺来设计，45纳米的DSP应该能够在短短1年内进入市场。工艺进步的好处是可以不断降低DSP的内核电压，而产品的功耗和内核电压的平方成正比，方进提出的DSP领域的进定律(Gene’s Law)的内容就是每过18个月，DSP的功耗会减半。随着功耗的降低，DSP产品越来越多地被应用于便携式产品领域，未来在人体医学领域更可以大展身手。除了工艺进步外，架构创新也非常重要，TI早期的DSP核C1x/2x/5x的性能为1MAC/周期，而最新的C64x+已经达到了8MAC/周期。

　　

　　DSP生态系统日渐成熟

　　

　　独木难成林，作为DSP产品业界“老大”的TI凭借一己之力也很难将DSP带到如今的高度。实际上，作为推出第一颗商用DSP芯片的TI，用了5年的时间播撒传播技术种子并进而推广DSP技术和发展应用。为了帮助客户推出成功的数字设计解决方案，TI提供了四大关键支持：代码兼容的DSP与辅助模拟产品；简单易用的软件与开发工具；24小时技术支持；博大精深的系统专业知识。耕耘必有收获。如今，全球超过50000个客户选择TI定制的软件开发环境，能够在其系统中更快速、更轻松地集成DSP。

　　

　　在今年的TI开发商大会上，23家TI第三方合作伙伴展示了基于TI DSP开发出来的新产品及应用。系统软件商、增值服务开发商甚至是存在潜在竞争关系的FPGA厂商集体亮相。其中，基于DM642开发的视频监控产品和基于C2000开发的电机控制方案最为常见，而基于最新DAVINCI(达芬奇)平台DM6446芯片开发的图像处理产品也并不鲜见。

　　

　　众多软件公司的加入进一步标志着DSP产品开发生态系统的成熟。北京麦克泰软件技术有限公司提供支持TI DSP产品开发的各种嵌入式软件工具和平台，包括MontaVista嵌入式Linux、A1000 ARM手机仿真器等。Empower公司的LEOs-Linux嵌入式开发平台能够提供一条龙的开发解决方案。软件公司The Mathworks的SIMULINK工具可以用于验证、控制、音视频等领域，几乎覆盖TI的所有DSP产品。

　　

　　个人应用主导第三波热潮

　　

　　在经历了过去辉煌的25年后，未来DSP将如何发展？

　　

　　方进认为，第一波DSP应用创新出现在电信领域，目前这个市场还在稳定增长；第二波创新出现在娱乐产品市场，目前正处于方兴未艾的阶段；第三波应用创新则可能出现在汽车自动驾驶、人性化医疗保健、数字化安全和绿色环保等领域。虽然目前还不能够确定具体有哪些第三波应用，但由于这些应用将大多数和个人有关，因此市场将非常巨大。

　　

　　自动驾驶汽车能够通过检测灵巧地避开高速公路拥堵，驾驶者几乎不用操心路面状况。DSP产品将在其中发挥巨大作用。林坤山透露，在不久的将来，中国的奥迪车上将使用TI的DSP，从而使驾驶更加安全。

　　

　　超低功耗DSP将支持“智能药片”等可吞服的设备，它们可以感应体内信号，提示人们采取适当治疗措施。这种设备不仅可以发挥药物治疗作用，还能提供电刺激，并通过超低功耗无线或射频识别(RFID)连接向医生提交报告。此外，采用DSP技术的医疗产品将不断提高移动性能，这样病人就可以足不出户在家中接受治疗。

　　

　　总之，DSP的应用将无所不在。方进在接受《中国电子报》记者采访时展望到：“随着视频会议技术的发展和远程学习蓄势待发，未来距离会近在咫尺，娱乐选择缤纷多元，人们的个性需求将得到最大的满足。总之，许多基于DSP的全新增强型设备正在多个领域中不断推出，而这些创新的实现主要来自DSP芯片、相关软件和整个产业的支持，以及人们永不停歇的创新源泉。”

　　

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　　三类产品抢镜TI开发商大会

　　

　　瑞泰创新公司展示了基于TMS320DM642开发的ICETEK-DM642-IDK-M解决方案，实时图像处理速度可以达到25帧/秒以上，适用于图像处理、网络传输、视频会议、图像监控、语音分析等领域。智能监控公司ObjectVideo最初开发的ObjectVideo OnBoard基于DM642(主频为600MHz、720MHz和1GHz)，每个视频通道仅占用20%-25%的带宽使用率，高性能的智能视频软件配合DSP器件能够嵌入在摄像机、DVR及任何网络监控产品内。如今，ObjectVideo OnBoard已经能够基于所有的TI DM64x系列数字多媒体处理器，还包括TI新一代的DAVINCI技术。北京精仪达盛科技有限公司推出了DM642图像处理套件，供学生及开发者使用。闻亭科技推出的TDS642 EVM超高速信号处理平台支持OSD在屏、PCI模式或独立工作模式。合众达电子推出的DM642多媒体处理平台SEED-VPM642可实时实现4路CIF格式的H.264视频压缩算法。

　　

　　集成低端DSP性能的32位高性能微控制器TI C2000的出镜率非常高。利尔达公司显示了多款C2000开发工具。闻亭科技的TMS320C2000应用板卡主要包括TMS320F2812EVM、TMS320F2812ZX和TMS320F2407EVM。Techshine公司展示了基于F2812/2407的马达控制专业平台。RealTIme公司的C2000变频器控制方案基于TI TMS320F281x/F280x，以大功率电机为主要控制对象，可以驱动交流异步电机、直流无刷电机、永磁同步电机、步进电机等。

　　

　　采用TI最新达芬奇平台开发的产品在展示会上大出风头。Ittiam公司推出了基于DM6446的多通路IP视频电话，支持第三方SIP协议栈，可以很容易地被集成到IP机顶盒中。海鑫科技的快速人脸识别系统能够实现多通道、高分辨率的快速人脸识别，并进行MPEG4压缩和TCP/IP输出。闻亭科技的闻亭可视电话开发平台基于达芬奇平台中的DM6446和DM6443芯片，整合硬件、软件开发平台，能够显著提高图像质量。合众达电子推出的DM6446数字媒体开发平台可用于数码相机、视频安全监控系统、高级医疗影像便携式视频播放器等视频应用领域。