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新兴应用助DSP收复“失地”

电子信息产业网?? 2012年04月25日 ?? 收藏0
DSP市场这些年颇受“排挤”,一方面随着ARM不断发展,MCU蚕食了曾在工业甚至消费电子占有很大市场份额的低端DSP市场;另一方面,FPGA的可编程性、高配置性也使得其侵蚀了部分DSP市场。当然,DSP厂商不会就此“偃旗息鼓”,近年来也在不断通过革新扩大DSP自身优势,开发高端DSP来拓展新兴应用,力求追回一些“失地”。业内专家唐晓泉也表示,嵌入式控制已由过去的逻辑运算为主,逐渐过渡到以数学运算为主,DSP信号处理的泛化就是数学运算,因此DSP会由以前的配角变为主角。

  多重革新实现突破

  整合高效定点与浮点运算功能,可以更小外形实现高性能低功耗。

  在DSP市场占据市场半壁江山的德州仪器(TI)宣布推出三款基于KeyStone多内核架构、采用TMS320C66x DSP系列的最新平台——高斯。相较于之前的DSP,它整合了高效的定点与浮点运算功能,可通过更小外形实现低功耗下的实时高性能。TI通用DSP业务发展经理郑小龙对记者介绍说,“此平台实现了革命性的突破,表现在:运算速度更快;更轻,适用于便携式应用;更小,由于集成度更高,以及更精确、更高效和更经济。”

  而这一切源自它的“独门功夫”,C66x DSP系列沿用KeyStone多内核导航器,每个内核具有高达1MB的专用L2高速缓存。“L2缓存的好处是可优化程序,提高处理效率。对于应用程序来说,内部存储器对运算速度是有很大帮助的,如果存储器容量不够大,需要和外界的存储器进行交流,就会影响到速度。”郑小龙进一步指出,“同时,该存储器系统中集成达32B的DDR3以及多内核共享存储器控制器,这可使功耗有效地降低。”此外,C665x DSP平台还提供RapidIO、PCIe以及千兆以太网等高带宽串行端口,并能将处理功能扩展至各种DSP。

  与此不约而同的是,最近ADI也推出具备双核、1GHz处理能力的Blackfin BF60X处理器系列,配备两个500 MHz内核及最高达4.3Mb的片内SRAM,并且针对低功耗应用进行了优化。其中,BF608/BF609配备的“流水线视觉处理器”属于高性能视频分析加速器,总共提供12个高性能、配置灵活的信号处理模块,支持各种常用算法,可提供极高的对像跟踪、检测和识别性能。

  拓宽便携式与高性能应用

  DSP在便携式与高性能应用领域开辟了新天地。

  以往无线通信、工业过程控制和电网监控/保护等是通用型DSP的市场,但随着相关应用对实时处理要求走高,DSP也通过“高性能与低功耗”的完美结合,在新一代航空电子、嵌入式视觉、汽车辅助驾驶系统、视频监控等开辟了“新天地”。

  高端DSP在这些领域受推崇是切合市场需求“起舞”的,视频应用即是典型。郑小龙表示,随着视频应用的深入,产生了新的需求,如摄像机从模拟发展为IP,传感器从CCD发展到CMOS,智能视频监控不光涉及视频压缩,而且须具备智能识别功能,以提高安全性,同时还需要在前端实现视频分析,要求高的实时性。郑小龙提出,采用低功耗高性能DSP阵列,这可使系统更紧凑,同时保持低功耗。

  而生物识别亦是DSP永恒的话题。“比如指纹识别,可以用低端处理器,因为有指纹图案就可以了,但现在指纹也开始有新的发展,需结合传感器,这样采集信号时需要更精准的传感器,这就需要高端DSP。此外,三维识别、瞳孔识别等一定要用高端DSP。”郑小龙谈到。

  当然,DSP厂商还需着眼于未来需求,提供灵活的扩展性。ADI的DSP处理亚洲区域经理陆磊表示,在平台选型过程中,客户不仅需要考虑成本因素,还需针对复杂应用考虑不同的新需求,因此平台的可扩展性是一个重要问题,功能强大、成本低和能效高的DSP则是这种技术的关键助推器。此外,还应该尽量在已有的资源上进行产品开发。

角力之争加剧

  随着应用的不断交叉,DSPMCU、FPGA此消彼长之势在所难免。

  这些年DSP与MCU、FPGA的竞合是愈演愈烈,随着彼此之间性能不断提升,染指对方市场的意图很明显,未来走势究竟如何?

  而DSP与MCU的“渊源”很深,唐晓泉介绍,最早DSP是MCU的一种,之初由于技术和成本的约束,针对数字信号的特点通过对MCU架构和指令的改变形成了其一个细分产品。随着应用的不断交叉,此消彼长之势在所难免。

  郑小龙指出,DSP擅长运算,MCU则长于控制,客户选择时还要综合考量成本和功耗因素。他举例道,业界在传感器信息处理方面一般采用MCU,但随着DSP功耗和成本的降低,它可做得更小巧,可完全和传感器整合在一起。“因为两者处理的‘效果’不一样。在涉及信号处理时,DSP本身是一个乘加结构,可直接处理,不需转换,而其他方式则需要转换,效率有所牺牲。”郑小龙接着提到,“对DSP来讲,乘加结构是未来持续发展的方向。”

  FPGA这些年的发展可谓风生水起。赛迪顾问集成电路事业部总经理刘臻对此指出,DSP与FPGA的区别在于FPGA可实现编程,DSP程序则固化好了,虽然目前FPGA中集成了DSP模块,但要实现高实时处理肯定有所折衷,DSP显然在实时性要求高的领域占优。“但从系统来看,DSP只偏重于数字信号处理,在系统的整体处理能力如信号调度等方面相对有所欠缺,而这些是FPGA的强项。”刘臻最后表示。

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