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1、1 DSP的发展历程DSP发展历程大致分为三个阶段：70年代理论先行 ,80年代产品普及 ,90年代突飞猛进。在 DSP 出现之前数字信号处理只能依靠MPU 来完成。因此 , 直到 70年代, 有人才提出了 DSP 的理论和算法基础。随着大规模集成电路技术的发展,1982年世界上诞生了首枚DSP 芯片。这种DSP 器件采用微米工艺NMOS 技术制作 , 虽功耗和尺寸稍大 , 但运算速度却比MPU 快了几十倍 , 尤其在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP 芯片的问世是个里程碑 , 它标志着 DSP 应用系统由大型系统向小型化迈进了一大步。至 80年代中期, 随着 CMOS 技术的进步与
2、发展 , 第二代基于 CMOS 工艺的 DSP 芯片应运而生, 其存储容量和运算速度都得到成倍提高, 成为语音处理、图像硬件处理技术的基础。80年代后期 , 第三代 DSP 芯片问世 , 运算速度进一步提高 , 其应用于范围逐步扩大到通信、计算机领域。90年代 DSP 发展最快 , 相继出现了第四代和第五代DSP 器件。现在的 DSP 属于第五代产品 , 它与第四代相比 , 系统集成度更高 , 将 DSP 芯核及外围元件综合集成在单一芯片上。这种集成度极高的DSP 芯片不仅在通信、计算机领域大显身手, 而且逐渐渗透到人们日常消费领域。经过 20多年的发展 ,DSP 产品的应用已扩大到人们的学习
3、、工作和生活的各个方面, 并逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。目前, 对 DSP 爆炸性需求的时代已经来临 , 前景十分可观。2 DSP的应用领域DSP应用广泛 , 其主要应用市场为3C(Communication、Computer 、Consumer-通信、计算机、消费类领域, 合占整个市场需求的90%。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 21 数字蜂窝电话数字蜂窝电话是 DSP 最为重要的应用领域。由于DSP
4、具有强大的计算能力 , 使得移动通信的蜂窝电话重新崛起, 并创造了一批诸如 GSM 、CDMA 等全数字蜂窝电话网。由于采用DSP 技术, 蜂窝电话的更新换代变得更为容易, 只需在统一的硬件平台基础上 , 通过软件的不断升级而生产出各式各样的新款手机。22 Modem 在 Modem 器件中 ,DSP 更是成效卓著。 56Kbps 的 Modem 才问世三年 , 最近又开发出 ADSL Modem,其传输速率已高达6.3Mbps, 且具有接收动态图像能力。ADSL Modem 不仅可以使更多的用户上因特网, 而且使以前需 10分钟下载的文件变得只需短短的 5 秒钟。23 PC机可编程多媒体 D
5、SP 是 PC 领域的主流产品。以XDSL Modem 为代表的高速通信技术与 MPEG 图像技术相结合 , 使得高品位的音频和视频形式的计算机数据有可能实现实时交换。目前的硬盘空间大得简直是“ 海量”,这主要得益于 CDSP （可定制 DSP ）的巨大作用。预计在今后的PC 机中, 一个 DSP 即可完成全部所需的多媒体处理功能。24 消费类电子产品DSP是消费类电子产品中的关键器件。由于DSP 的广泛应用 , 数字音响设备的更新换代周期变得如此短暂。用于图像处理的DSP, 目前已形成一个品种不少的产品群。一种是 JPEG 标准的静态图像数据处理DSP; 另一种是用于动态图像数据处理的 DS
6、P 。3. DSP的市场规模名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - DSP市场正处于高速成长的阶段。在数字化、个人化和网络化的推动下,1997年世界 DSP 市场营销额超过 32亿美元 , 预计未来的年均增长率高达40%,按照这一增长速度 , 至 2007年, 世界 DSP 市场营销额将突破500亿美元。在全球 DSP 产品市场中 ,TI 公司独占鳌头 , 占世界市场 45%的份额 , 其次是朗讯（28%）、ADI （1
7、2%）、摩托罗拉（ 12%）、其他公司（ 3%）。31 TI 独占鳌头TI（Texas Instruments ）公司是 DSP 业界公认的龙头老大。 TI 产品遍及全球 , 每 2 个数字蜂窝电话中就有1 个采用 TI 产品, 全世界 90%的硬盘和 33%的 Modem 均采用 TI DSP 技术。 1997年,TI 公司的两项重大投资项目夯实了其地位不可动摇。一是设立 1 亿美元的风险基金 , 支持那些需要启动资金的DSP 应用企业 , 为掀起 DSP 的应用高潮打下坚实的基础。二是启动500 万美元的全球大学科研基金, 用于支持各高校的 DSP 教育。TI 已在国内十余所大学建立了DS
8、P 实验室和技术中心。可以这么讲 ,TI 将未来的前途押在DSP 事业上。TI 独占鳌头 I（Texas Instruments ）公司是 DSP 业界公认的龙头老大。 TI 产品遍及全球 , 每 2 个数字蜂窝电话中就有1 个采用 TI 产品, 全世界 90%的硬盘和 33%的 Modem 均采用 TI DSP 技术。 1997年,TI 公司的两项重大投资项目夯实了其地位不可动摇。一是设立1 亿美元的风险基金 , 支持那些需要启动资金的DSP 应用企业, 为掀起 DSP 的应用高潮打下坚实的基础。二是启动2500万美元的全球大学科研基金 , 用于支持各高校的DSP 教育。 TI 已在国内十余
9、所大学建立了DSP 实验室和技术中心。可以这么讲,TI 将未来的前途押在DSP 事业上。32 朗讯不甘示弱朗讯（ Lucent ）公司的 DSP 业务主要集中在通信产品上, 在看好 GSM 移动电话市场的同时 , 已经将目光移向下一代移动通信系统CDMA 。在下一代 ADSL Modem 的开发工作中 , 朗讯也不甘示弱 , 目前已投入该市场。33 ADI 紧追不舍名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - ADI（Anal
10、og Devices Inc. 模拟器件公司）紧紧瞄准DSP 技术的发展方向 , 不断开发新产品 , 并声称在每一个 DSP 市场上与 TI 公司较量 , 力争成为 DSP 业界的Intel 。ADI 制定了一系列计划并进行了广泛宣传, 以通过大量消费类设备来定位自己的客户对象和应用方向。ADI 另一个重要目标是车载移动电话设备, 在该领域 ,ADI 处于领先地位。4. DSP技术展望41 系统级集成 DSP 是潮流缩小 DSP 芯片尺寸始终是 DSP 的技术发展方向。当前的DSP 多数基于 RISC （精简指令集计算）结构, 这种结构的优点是尺寸小、功耗低、性能高。各DSP 厂商纷纷采用新工
11、艺 , 改进 DSP 芯核, 并将几个 DSP 芯核、 MPU 芯核、专用处理单元、外围电路单元、存储单元统统集成在一个芯片上, 成为 DSP 系统级集成电路。TI 公司的 TMS320C80 代表当今 DSP 领域中的最高水平 , 它在一块芯片上集成了4个 DSP 、1个 RISC 处理器、 1 个传输控制器、 2个视频控制器。这样的芯片通常称之为 MVP （多媒体视频处理器）。它可支持各种图像规格和各种算法, 功能相当强。42 可编程 DSP 是主导产品可编程 DSP 给生产厂商提供了很大的灵活性。生产厂商可在同一个DSP 平台上开发出各种不同型号的系列产品, 以满足不同用户的需求。同时,
12、 可编程 DSP 也为广大用户提供了易于升级的良好途径。人们已经发现, 许多微控制器能做的事情, 使用可编程 DSP 将做得更好更便宜。例如冰箱、洗衣机, 这些原来装有微控制器的家电如今已换成可编程DSP 来进行大功率电机控制。据统计 , 去年的可编程 DSP 销售额占了整个 DSP 市场的 40%份额, 预计今后的比重将逐年增大, 到 2001年可望占据整个 DSP 销售额的半边江山。43 追求更高的运算速度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - -
13、 - - - - - - - 目前一般的 DSP 运算速度为 100MIPS, 即每秒钟可运算1亿条指令。但仍嫌不够快。由于电子设备的个人化和客户化趋势,DSP 必须追求更高更快的运算速度, 才能跟上电子设备的更新步伐。DSP 运算速度的提高 , 主要依靠新工艺改进芯片结构。目前 ,TI 的 TM320C6X 芯片由于采用 VLIW （Very Long Instruction Word 超长指令字）结构设计 , 其处理速度已高达2000MIPS, 计划今年年中批量生产 , 这是迄今为止的最高速度。当前DSP 器件大都采用 0.5m-0.35 mCMOS 工艺, 按照CMOS 的发展趋势 ,D
14、SP 的运算速度再提高100倍（达到 1600GIPS ）是完全有可能的。44 定点 DSP 是主流从理论上讲 , 虽然浮点 DSP 的动态范围比定点DSP 大, 且更适合于 DSP 的应用场合 , 但定点运算的 DSP 器件的成本较低 , 对存储器的要求也较低 , 而且耗电较省。因此 , 定点运算的可编程DSP 器件仍是市场上的主流产品。据统计, 目前销售的 DSP 器件中的 80%以上属于 16位定点可编程 DSP 器件, 预计今后的比重将逐渐增大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -