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DSP 25年–让梦想照进现实

作者:TI?? DSP 25周年特写稿?? 2007年07月03日 ?? 收藏0

  技术本身在于不断延展人类能力,突破人类极限。当你可以通过家中的电话给大洋彼岸的亲人送去生日的祝福,当你在超声波图像下看到即将诞生的孩子的脸庞,当你在清晨拥挤的地铁列车上沉醉于巴赫的田园风光……我们的感官已超越了自然中声光传播的障碍,不知不觉间那个来自你手机、相机、MP3中的小小芯片——DSP,仅用25年的时间已经彻底改变延承人类千百年的社交、工作、学习以及娱乐的行为方式,将丰富生活数字化的重新演绎,使得我们的视觉和听觉更容易感受美好与愉悦,轻松飒爽间梦想变成现实。

  DSP诞生的25周年, 是人类真正迈入数字化的25年,虽然它只是人类历史上的短短一瞬间,但是由DSP等技术所引

发的全球范围内的全面创新跃变却是空前。时间上,我们已从分分秒秒细微到毫秒皮秒;距离上,我们已从数万公里放大到亿万光年; 生活上,数字概念已不仅仅是尖端科技竞争力。今天,通信与娱乐主导着大众消费者的数字生活,随时随地的沟通与娱乐需求使包括DSP在内的针对信号处理的专门技术,被区隔凸现出来,成为今天以及未来所有电子生活创新应用的最核心驱动力。

  在回顾和畅想DSP技术的过去与未来之前,先了解一下什么是DSP技术。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。它将现实世界的声音、光、图象转换成数字世界的“0”和“1”,这些数字信号经过处理、修改和增强,再经过模拟芯片的转换,再次变回人们可以感受到的真实世界的信号。

  我们生活在这个世界,依靠视觉、听觉、感觉、嗅觉等感官功能感知一切,而自然界还有光、音、温度、压力等等现象,这一切都是模拟的。而随着电子技术的进步,带来了一个全新的数字世界。我们感知的是模拟信号,电子产品处理的是数字信号,一个完整的信号链,就是来来回回的在数/模之间转换。任何一个信号链系统,都需要获取来自模拟世界的信号,然后把模拟信号转化为数字信号,经过DSP信号处理后,再还原为模拟信号(图1)。

信号链中的DSP

(图1 信号链中的DSP)

  “D-S-P”,诞生于会说话的拼写

  20 世纪 70 年代,德州仪器(TI)位于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,一群创意而又激情的工程师提出设计开发一种会说话的拼写教育产品。TI首席科学家方进(Gene Frantz)当时的任务就是负责集成电路设计,而其他小组成员如Larry Brandingham 负责 IC 设计,Richard Wiggins 则负责可编程 DSP的理论部分。功夫不负有心人,在团队的通力合作之下,享有盛名的 Speak & Spell 技术诞生。Speak & Spell 是美国历史上著名的拼写玩具,它的胜利为DSP 技术赢得了成功。后来,方进回忆说:“我们的成功让半导体技术领域相信,如果我们能用 DSP 做玩具,那么我们也能将其用于其他领域!”

  作为推出第一颗商用DSP芯片的TI,用了五年的时间播撒传播技术种子,进而推广DSP 技术发展它应用。此后,把声音、图像等现实世界中的信号转换为计算设备能理解或传输的数字信号技术在其后几年间相继出现,最终形成爆炸性发展——DSP芯片广泛应用于手机、宽带、硬盘驱动器与三维图像等。

  自 1982 年以来,业界已经销售了 100 亿颗 DSP,广泛应用于包括手机、MP3、数码相机与手提电脑等各种电子工具或玩具中。而今天,TI在全球的DSP市场份额已超过50%。方进说:“多年来,令人惊叹的DSP创新应用一直推动着市场向前发展。”

  未来,DSP让它就在眼前

  设想一下:汽车能否自己行驶和泊车入位?生物技术能否制造出高度仿真的四肢和眼睛?安全系统能否自动发现入侵者并立即报警?甚至用腕表就能监控您的脉搏速率与血压,并能为即将发作的心脏病发出警报?

  这些听起来不可思议吗?实际上,这些好似科幻电影里的情节正在或即将出现在我们的生活之中,而这一切都要归功于高性能的 DSP芯片。作为 DSP 领域的领军人物,方进表示:“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。新型 DSP 应用正在发挥作用,不过更令人兴奋的神奇应用也就在眼前。”


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