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dsp技術發(fā)展前景
DSP系統(tǒng)是由很多學科共同構成的多學科、寬領域的新興技術。下面是小編為大家整理的dsp技術發(fā)展前景的相關內容，希望大家喜歡。
DSP技術的發(fā)展趨勢
(1)向系統(tǒng)集成DSP發(fā)展，在一個芯片上集成DSP芯核、MPU芯核、外圍電路單元、專用處理單元和存儲單元等。
(2)更多的采用具備多通道、超標量、多處理、多線程、超長指令字等超級哈佛結構將在未來的DSP內核結構中占據(jù)主導地位。
(3)可編程的DSP將逐步取代定式的DSP。生產廠商可以在同一個DSP平臺上開發(fā)不同類型的產品用來滿足客戶個性化的需求�？删幊痰腄SP也使得用戶升級系統(tǒng)更加方便。
(4)更好的性能、更快的運算速度是不變的趨勢。
(5)定點DSP將成為主流。浮點DSP的運算精度高、動態(tài)范圍大，但是成本高，功耗高。而定點DSP器件成本低、功耗低、對存儲器的要求也低。目前DSP器件市場80%以上都屬于16位定點可編程DSP器件。
(6)FPGA器件配合傳統(tǒng)的DSP器件可以處理更多的信道，來達到高速實時處理功能，滿足多媒體、無線通信等領域的需要。
(7)DSP與微處理器(MCU)結合起來的雙核平臺，由于既能進行數(shù)據(jù)處理，又可以提高智能控制，成為DSP技術發(fā)展的新趨勢。OMAP是這種雙核平臺的典型例子，是由TI公司發(fā)布的。DSP產品在我國擁有廣闊的市場，眾多國內外廠商開始在中國布局。DSP芯片的品種和技術將向著越來越多種類、低功耗、高性能方向發(fā)展。
DSP的發(fā)展歷史
DSP的發(fā)展大致分為三個階段：
DSP出現(xiàn)之前數(shù)字信號處理只能依靠微處理器來完成。但由于微處理器較低的處理速度不快，根本就無法滿足越來越大的信息量的高速實時要求。因此應用更快更高效的信號處理方式成了日漸迫切的社會需求，到了70年代，有人提出了DSP的理論和算法基礎。但那時的DSP僅僅停留在教科書上，即使是研制出來的DSP系統(tǒng)也是由分立元件組成的，其應用領域僅局限于軍事、航空航天部門。一般認為，世界上第一個單片DSP芯片是1978年AMI公司發(fā)布的S2811。1979年美國Intel公司發(fā)布的商用可編程器件2920是DSP芯片的一個主要里程碑。這兩種芯片內部都沒有現(xiàn)代DSP芯片所必須有的單周期乘法器。1980年，日本NEC公司推出的mP D7720是第一個具有硬件乘法器的商用DSP芯片，從而被認為是第一塊單片DSP器件。
隨著大規(guī)模集成電路技術和半導體技術的發(fā)展，1982年世界上誕生了第一代DSP芯片TMS32010及其系列產品。這種DSP器件采用微米工藝NMOS技術制作，雖功耗和尺寸稍大，但運算速度卻比微處理器快了幾十倍，尤其在語言合成和編碼譯碼器中得到了廣泛應用。DSP芯片的問世是個里程碑，它標志著DSP應用系統(tǒng)由大型系統(tǒng)向小型化邁進了一大步。至80年代中期，隨著CMOS工藝的DSP芯片應運而生，其存儲容量和運算速度都得到成倍提高，成為語音處理、圖像硬件處理技術的基礎。
80年代后期，第三代DSP芯片問世，運算速度進一步提高，其應用范圍逐步擴大到通信、計算機領域。90年代DSP發(fā)展最快，相繼出現(xiàn)了第四代和第五代DSP器件�，F(xiàn)在的DSP屬于第五代產品，它與第四代相比，系統(tǒng)集成度更高，將DSP芯核及外圍元件綜合集成在單一芯片上。這種集成度極高的DSP芯片不僅在通信、計算機領域大顯身手，而且逐漸滲透到人們的日常生活領域。經過20多年的發(fā)展，DSP產品的應用已擴大到人們的學習、工作和生活的各個方面，并逐步成為電子產品更新?lián)Q代的決定因素。
中國DSP的發(fā)展現(xiàn)狀:
一、市場發(fā)展現(xiàn)況
中國的DSP市場作為整個半導體市場一樣為國際半導體市場的一個組成部分，必然具有國際半導體市場的共性。由于它植根于中國這一特定經濟與社會環(huán)境的土壤之中，又必然帶有自身的強烈個性。概括而言基本特點有：
1.持續(xù)的較高增長率
2.基本已與國際市場接軌具體體現(xiàn)在：產品和技術已基本接軌;價格和上市時間基本接軌;營銷方式和服務水平正逐漸接軌。
3. DSP處理器仍為TI、AGERE、ADI等占領;產品受外國大企業(yè)控制。
4.海外及港臺半導體企業(yè)進入中國市場的方式目前仍以產品輸出為主
最先進的產品設計技術和芯片生產技術未向中國轉移;
最先進的工藝設備制造和原材料仍布局在中國以外。
中國是亞洲發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮氖袌�。�?shù)碼相機、MMoIP電話和手持電子設備等數(shù)碼產品在中國市場的迅速發(fā)展促進了高性能DSP的廣泛使用。中國的電子產品制造商眾多，對低成本、易使用的DSP需求巨大。
中國電子信息產業(yè)快速發(fā)展，帶動DSP應用市場高度成長，2000年DSP市場總需求量為2.35億顆，到了2001年達到3.29億顆，成長幅度高達40%;依據(jù)CCID預測，到2005年前，年成長率將高于全球達到40%以上，預計DSP總市場需求量到2005年將達到13億顆，市場成長迅速。
二、技術發(fā)展現(xiàn)況
國內發(fā)展DSP的廠商并不多，而主要的應用產品是DVD與無線電話等，因此國內DSP的產值并不高;而在產品應用上，目前重要的DSP應用產品，如行動電話、調制解調器、HDD等個人計算機與通訊領域應用產品，都是采用國際大廠的DSP solution。
雖然目前DSP的主要應用產品的市場都是由國際半導體大廠所控制，但是我國在政策的扶植下，本土廠商積極投入研發(fā)資源，以消費性產品作為進入DSP市場的一個敲門磚，也必將在DSP市場上爭得一席之地。
DSP技術
數(shù)字信號處理（DSP）的理論基礎涉及的范圍非常廣泛。比如微積分、概率統(tǒng)計、隨機過程、數(shù)值分析等數(shù)學基礎是數(shù)字信號處理的基本工具，同時它與網絡理論、信號與系統(tǒng)、控制理論、通信原理、故障診斷，傳感器技術等密切相關，還有近些年來蓬勃發(fā)展的一些學科：人工智能、模式識別、神經網絡等，都與數(shù)字信號處理密不可分。
正是由于有這些理論發(fā)展的前提基礎，和廣泛的市場需求，DSP處理的器件也應運而生，在廣泛應用在各個領域的同時得到迅速的發(fā)展。世界上第一個單片DSP芯片是1978年AMI公司發(fā)布的S2811，在這之后，1979年美國Intel公司發(fā)布的商用可編程器件2920是DSP芯片的一個非常重要的里程碑。即使這兩種芯片內部沒有現(xiàn)代DSP芯片的單周期乘法器，但是他們?yōu)镈SP的蓬勃、迅速發(fā)展奠定了很重要的基礎。接著，1980年，日本NEC公司推出了第一個具有乘法器的商用DSP芯片，隨后，美國德州儀器公司（TI公司）推出一系列DSPs產品，廣泛地應用在信號處理的各個領域。
DSP技術的優(yōu)點
和單片機比較而言，DSPs具有集成度高、CPU快速、存儲器容量大，并內置了波特率發(fā)生器、FIFO緩沖器，可提供高速、同步串口、標準異步串口。一些dsp芯片內還集成了模數(shù)轉換、采樣/保持電路，PWM輸出。DSP芯片采用改進的哈佛結構，內置高速硬件乘、加法器，多級流水線，使DSPs的數(shù)據(jù)運算大幅度提高。
據(jù)統(tǒng)計分析DSPs比傳統(tǒng)的16位單片機單指令執(zhí)行時間快8到10倍，一次乘加運算的時間快16到30倍。DSPs還提供了高度專業(yè)化的指令集，提高了FFT（快速傅里葉變換）、濾波器的運算速度。與此同時，DSPs提供JTAG接口和先進的開發(fā)手段，使得批量生產、測試更為方便。開發(fā)工具ccs可實現(xiàn)全空間透明仿真，軟件開發(fā)具有匯編/鏈接C編譯器、C源碼調試器，有很強的可移植性。
總的來說，DSPs器件具有以下優(yōu)點：
1在一個指令周期內能夠完成一次乘法、一次加法；
2程序空間以及數(shù)據(jù)空間分開，能夠同時訪問指令和數(shù)據(jù)；
3片內具有快速RAM，可通過獨立的數(shù)據(jù)總線同時訪問多片RAM；
4具有循環(huán)、跳轉的硬件支持；
5快速的中斷處理、I/O（輸入輸出）支持；
6在單周期內可同時操作多個硬件地址產生器；
7并行操作流暢；
8支持流水線操作方便，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以同步、重疊進行。
同時，它還具有精度高，抗干擾能力強，穩(wěn)定性好，功耗低以及編程方便，接口簡單，電路集成方便等方面的優(yōu)勢。
DSP技術的發(fā)展趨勢
隨著數(shù)字化的進程快速提高，DSPs技術的地位不斷突顯，作為數(shù)字化處理的基礎技術，實時處理數(shù)字信號都是由通用型或專業(yè)性的DSPs來完成的。正是因為DSPs這種強大的實時處理能力，使得DSPs在聲音信號處理、圖像處理、模式識別方面不可或缺。隨著數(shù)字時代的不斷前行，它未來的發(fā)展趨勢可以從以下兩個方面來完善：
�。ㄒ唬┡cARM（Advanced RISC Machines）相結合。ARM架構是面向低預算市場設計的一款RISC微處理器，以32位單片機的行業(yè)標準，提供一系列內核、體系擴展、微處理器以及系統(tǒng)芯片方案，四個功能模塊可供生產廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產。ARM具有較強的事務管理功能，在控制方便具有很強的優(yōu)勢，而DSPs具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和很高的運行速度。將兩者結合起來可以更好的進行數(shù)字信號處理，以及實現(xiàn)相應的控制功能。
�。ǘ┡cFPGA（Field Programmable Gate Array）結合使用。即與現(xiàn)場可編程門陣列巧妙的結合起來。FPGA是在PAL、GAL、PLD等可編程器件的基礎發(fā)展起來的，是ASIC（即為專用集成電路）中集成度最高的一種電子設備。FPGA采用邏輯單元陣列（Logic Cell Array），包括可配置邏輯模塊（Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊（Input Output Block）以及內部連線（Interconnect）三部分。通過對FPGA內部邏輯模塊、I/O模塊的配置，可以實現(xiàn)不同的邏輯狀態(tài)。同時，F(xiàn)PAG還具有靜態(tài)可重復編程、動態(tài)在系統(tǒng)重構的特性，這使得硬件的功能能夠像軟件一樣通過編程來實現(xiàn)。它與DSP芯片集成，可以在很大程度上提高信號處理的速度，將會使得DSPs在無線通信、多媒體領域有更加廣泛的應用。
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