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DSP的应用与发展

互联网 | 编辑: 2001-06-04 00:00:00

结合计算机信息、通讯应用与生活消费三大技术空间的“多媒体”(Multi-Media)发展至今,它所涵括的产业越来越广,定义因而也越模糊,因此提供实时的设计技术来实现产品的发展,就显得相当重要。

多年来,数字信号处理IC,掌控了系统应用厂商在产品开发上的主要角色,然而多媒体世界所带来的冲击,已经带动各相关基础技术的研究发展,如微理器(Micro Processor)与内存(Memory)技术,媒体技术(如CD-ROM、Magnetic Optical Disk等),I/O技术(如语言与字型的实时辨认,大尺寸的彩色LCD等),通讯技术(如ISDN、多媒体语言)以及影像压缩与再播放技术等。因此,如何掌握有效的系统设计应用软件工具,来辅助实现产品的开发与验证,是今天系统架构研发与IC设计人员需共同思考的课题。

一、DSP和传统处理器的比较

1、DSP处理器芯片的优点

  • 执行速度较快,整体性能佳,可达成真正的实时运作(Real time operation)。
  • 特殊硬件及指令设计,适用于高等控制技巧。
  • 容易增加附属功能。
  • 芯片内部设计适用在数字信号理方面应用。

2、DSP处理器芯片的的缺点

  • 周边组件不是非常的充足(尤其在高频应用上)。
  • 较难适用在简单的控制应用。

3、一般传统处理器单芯片的优点

  • 外围组件可设计于单一包装内。
  • 大部份芯片都有监控功能。
  • 每种结构都相类似,容易学习。

4、一般传统处理器单芯片的缺点

  • 指令执行速度较慢,整体效能较低。
  • 需要较长的计算时间,不能达到实时运作。
  • 不适用于高等数学运算。

二、市场趋势

根据美国Forward Concepts 调查公司针对1999年全球DSP市场所做的调查,显示美国TI (Texas Instruments)和美国ADI(Analog Devices)在市场占有率方面,以双强局面赢得全球排名之冠。反之,占有率下跌的则为美国的Lucent Technologies和美国的Motorola,但两者仍获益不少。成长最多的是ADI,1999年市场占有率较前一年增加43%,主因是亚洲市场中GSM Chip-Set的带动。TI则年成长28%,其行动电话约占全球60%的市场。Lucent和Motorola则在增强其行动电话基地台。其它厂商方面,日本NEC与日立制作所、美国Zilog等都在成长中。今后美国LSI-Logic、德国Infineon Technologies 数家也将参与此市场行列。

三、设计工具

明导信息公司(Mentor Graphics)在国内所引进的DSP设计应用软件,系其欧洲研发中心(EDC)在Philips公司提供长期的研发合作经费下结合欧洲共同学术研究中心(IMEC),共同推出的DSP设计实现软件,这套设计软件包含了设计输入(DSP Architect)、时域仿真(Time-Domain Simulation)、频域仿真(Freguency Domain Simulation)、滤波器合成(Filter Synthesis)以及一系列的所谓MISTRAL的“True Architectural Synthesis”应用工具。它们不仅提供所谓的WHAT-IF分析环境,更借着特殊DSP应用语言DFL (Data Flow Language)结合传统C语言的验证功能,Optimized Assembly Compiler,实现软/硬件共同设计的应用需求。

四、DSP抢攻中低价位手机市场

新的数字信号处理器可自动完成90%的编码,缩短IC开发业者推出产品的时程,并可降低功率消耗,有效控制成本。适合低成本、中阶数字信号处理器(DSP)功能,因此颇适合用于中低价位的手机制造。

2000年11月朗讯微电子事业群及摩托罗拉半导体产品部共同发表StarCore SC110数字信号处理器(DSP)的技术核心。StarCore SC110是一套低功率消耗、高效能与低系统成本的产品,适用于PDA、网络电话及xDSL调制解调器等低阶的客户端产品。同时,StarCore SC110可让OEM业者用C语言自动完成90%的编码,使OEM业者能将其应用产品以更快的速度推向市场。

两家公司将各自推出他们的系统芯片产品,他们将针对客户需求,为其量身订做所需的芯片或整体解决方案。相较于朗讯先前推出的SC140技术,SC110的运算功能较弱,但也因此功率消耗较低、成本较低廉,适用于低阶客户端DSL调制解调器、二代和三代语音通讯的手机、IP电话、家庭连网客户端装置等,最大的优点是它提供了高效能的编译器架构和先进的C语言编译器,使OEM业者能将其应用产品以更快的速度推向市场。由于SC110适合低成本、中阶DSP功能,因此颇适合用于中低价位的手机制造,但又可快速升级至运算能力较强的SC140。据了解,致福即将使用朗讯的DSP芯片组生产自有品牌手机,以OEM为主的大霸则由客户摩托罗拉提供手机整体解决方案。

朗讯声称,相较于德州仪器、科胜讯的DSP技术,StarCore SC110的特色是提供高效能的编译器架构和先进的C语言编译器,而不是一般常用的汇编语言。此次针对消费性产品市场提供的SC110先进的DSP架构后,OEM业者(即IC开发业者)将可为消费者更快开发出更好且价格合宜的应用产品,如二代和三代语音中心无线手机、IP电话、家庭连网客户端装置以及车辆与发动机的控制器等。

SC110是朗讯和摩托罗拉StarCore SC100系列DSP核心的第二款新品,而以SC110的前一代技术SC140做出的StarPro 2000为例,较适用于如基地台、3G手机等高阶产品。而SC110则适合低成本、中阶DSP功能的广泛应用,又兼具下一代DSP架构的主要优点。同时,因SC110与SC140是采用C语言,因此享有直接升级、量身打造等功能,可降低功率消耗、成本控制也更容易。

StarCore技术中心则是朗讯科技微电子事业群和摩托罗拉半导体产品部的合作研发机构,旨在设计下一代数位信号处理器(DSP)核心技术,目前主要针对通讯市场、电子消费品及运输业方面。

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