DSP推進現(xiàn)代通信的發(fā)展

據(jù)著名的市場調查研究公司Forward Concepts日前發(fā)布的最新統(tǒng)計報告顯示，2000年全球DSP出貨總值達61.4億美元，比1999年增長40%；據(jù)這份報告預測，2001年全球DSP出貨總值將達67.5億美元，增幅將降至10%。

在2000年全球DSP市場銷售額排名榜上， TI仍然位居榜首，銷售額比上一年增長29%，但其在全球市場上的占有率卻從上一年的48%降至44%；Agere Systems（前Lucent微電子部)公司排名第二位，銷售額比上一年增長27%，但其在全球市場上的占有率也從上一年的25%降至22.8%；Motorola以及ADI在全球DSP 市場上的銷售業(yè)績也略有增長，Motorola公司的銷售額比上一年翻了一番，該公司在全球市場上的占有率從上一年的11.5%增至13.2%，而ADI在2000年全球DSP 市場上的銷售額也比上一年增長了65%，其在全球市場上的占有率則從上一年的8.2%增至10.2%。

Forward Concepts去年發(fā)布的一份統(tǒng)計和預測報告顯示，目前世界DSP產(chǎn)品市場每年正以30%的增幅大幅度增長，其增長的速度比整個半導體工業(yè)快50%。Forward Concepts預計，在21世紀的頭5年里，全球DSP 市場規(guī)模的增長速度將超過30%，到2002年，全球DSP市場總銷售額將達130億美元，到2007年，將達500億美元。

美國半導體行業(yè)協(xié)會(SIA)日前發(fā)布的調查統(tǒng)計報告顯示，近年來世界移動通信市場的迅猛發(fā)展，大大地促進了全球DSP芯片的銷售。世界上最大的DSP芯片制造廠商TI公司表示，近年內該公司將能夠研制出更先進的DSP芯片，以便滿足不斷增長的全球移動通信市場的新需求。

在如此巨大的全球DSP市場蛋糕面前，云集了一批世界級的電子廠商，除了TI之外，還有Lucent、Motorola、Zilog、ADI等公司也紛紛推出其DSP產(chǎn)品系列。在DSP和MSP（混合信號產(chǎn)品）市場，TI也獨占鏊頭。TI、Analog Devices、Lucent和Motorola 幾家公司占領了可編程 DSP 的大部分市場，只有很小的一部分是由 Hitachi、NEC、STMicroelectonics和Zilog等公司占據(jù)。

在信息時代，現(xiàn)代通信技術突飛猛進，具有代表性的新產(chǎn)品是移動通信網(wǎng)絡及其設備、Internet及其高速接入設備和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡及其接收終端等，研制這些通信設備無一例外地都要借助以DSP為核心的技術及產(chǎn)品。

TI不久前制定的該公司在21世紀初的產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略是: 以DSP產(chǎn)品為核心，融合MCU、MPU和存儲器等多種產(chǎn)品和技術，為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)字信號處理解決方案（DSPS）。TI公司推出的TMS320系列DSP產(chǎn)品，可供用戶開發(fā)數(shù)字信息處理系統(tǒng)，例如可以利用TMS320C54芯片完成語音編碼器、信道編碼器、解調、校驗和修正誤差等一些移動通信中的功能；可以利用TMS320C31完成雙通道寬帶音頻壓縮編碼，實現(xiàn)自適應話音回波抵消器；還可以利用TMS320C80芯片實現(xiàn)視頻圖像壓縮編解碼器，完成包括運動預測以及DCT變換算法在內的信號處理，其計算量高達每秒10億次以上。

TI公司還根據(jù)客戶的實際需要，不僅僅為客戶提供DSP芯片，而且還隨芯片提供基于某種實際應用的整套DSPS。到目前為止，TI已經(jīng)為世界各地將近2.5 萬家通信廠商以及電子廠商提供了多項先進的DSPS，這種DSPS不僅包括DSP及其輔助電路，還包括A/D、D/A電路,系統(tǒng)技術以及整套系統(tǒng)軟件等，從而給用戶的新產(chǎn)品開發(fā)提供了極大的方便。

TI公司一貫以其TMS320作為拳頭產(chǎn)品，重拳出擊全球DSP市場，聲譽鵲起。 在這個系列產(chǎn)品當中，尤以TMS320C25、TMS320C1X、TMS320C5X以及TMS320C8X 等最受青睞。TI還有三款基本平臺:TMS320C2000、TMS320C5000以及TMS320C6000。專家們預測，TI的這三系列產(chǎn)品將成為21 世紀初該公司的DSP主流產(chǎn)品，并且TMS320C25、TMS320C1X、TMS320C5X以及TMS320C8X的價格將會逐年上浮，而新推出的TMS320C2000、TMS320C5000以及TMS320C6000的價格則將逐年作較大幅度的下調，從而使用戶更對這三款新產(chǎn)品刮目相看。

系列芯片中TMS320C2000，'C20X屬于16位定點DSP，速度為20MIPS，可用于電話等通信產(chǎn)品；TMS320C5000系列芯片屬于低功耗高性能DSP，16位定點，速度為40～200MIPS，可用于有線通信和無線通信設備、IP電話、尋呼機以及多種便攜式信息系統(tǒng)等；TMS320C6000系列芯片屬于高性能DSP，具有最佳的性價比，其中，'C62XX屬于16位定點DSP，速度為1200～2000MIPS，可用于無線基站、網(wǎng)絡系統(tǒng)、中心局交換機以及ADSL Modem等；'C67XX屬于32位浮點DSP，速度為1Gflops，可用于基站數(shù)字波束形成、語音識別和3D圖形等。

Agere和Motorola這兩家通信業(yè)巨頭聯(lián)合成立了StarCore聯(lián)盟，并且新推出了高性能的SC140 DSP內核。StarCore聯(lián)盟在最近指出，使用這種DSP內核，可以使用戶的無線產(chǎn)品開發(fā)時間減少 50% 以上。 在 300MHz 時，SC140 DSP內核的性能可達1200MMACS/3000RISC MIPS，其工作電壓為0.9～1.5V。SC140 DSP適用于需要集中式運算的下一代通信應用，例如下一代3G無線手機和基站、局用交換設備、DSL和VoIP。

Motorola公司還推出了DSP56366，它具有120MIPS的性能，適應主要的多通道音頻解碼標準，例如DTS、MP3、AAC、MPEG2和Dolby數(shù)字等，并且能夠處理Dolby消費產(chǎn)品編碼。此外，DSP56366還支持下一代DVD、數(shù)字電視和A/V接收機的音頻壓縮、解碼和處理，不需要外掛存儲器，這是由于在DSP56366內部還集成了240KB的ROM。這種內部集成了存儲器的高速DSP，可以減少系統(tǒng)所需的芯片數(shù)目，從而降低了產(chǎn)品的成本。

ADI公司在全球DSP市場上名列第三，1998年ADI公司的DSP產(chǎn)品銷售額達4.6億美元，占全球DSP市場13%的份額。引人注目的是，大名鼎鼎的世界芯片霸主Intel 公司也開始涉足DSP市場，通過收購DSP Communication公司，打進了DSP市場，目標直指第三代蜂窩電話市場，意欲分享這塊21世紀巨大的市場蛋糕。此外，Intel還和ADI公司聯(lián)手開發(fā)新的DSP芯片內核，以ADI公司的16位ADSP2100系列產(chǎn)品為基礎，開發(fā)出了低功耗和低價位的DSP芯片內核，極具市場競爭力。

據(jù)市場調查公司ICE的資料顯示，在全球DSP市場上，用于通信新產(chǎn)品領域的DSP占有最大的市場份額，DSP在通信領域的應用占48%，排名首位；在計算機和modem(modem)領域的應用占30%；在硬盤機領域占12%；在消費類電子產(chǎn)品領域占5%；在軍事和航天航空領域占5%。由此可見，DSP在全球通信領域的應用占有舉足輕重的地位。

正是由于廣泛應用了DSP產(chǎn)品，許多現(xiàn)代先進的個人通信功能和多媒體娛樂功能才能實現(xiàn)。對模擬信號進行數(shù)字化和數(shù)字信號處理，不僅可消除與模擬電路有關的溫漂和老化問題，還可引入新的標準，同時不必改變硬件，只要改變軟件就能實現(xiàn)新功能。DSP還大大增加硬盤/光驅的存儲密度和數(shù)據(jù)傳輸速率。最新一代的通信和娛樂等許多高檔消費電子產(chǎn)品，如數(shù)字移動/無繩電話的基帶信號處理和數(shù)字電視中的多信道音頻解碼等，要求每秒幾百萬次以上信號處理能力。 無線基站、手機、Internet接入高速modem、IP Phone、MP3、硬盤控制器、DVD驅動器、快速彩色打印機、數(shù)碼相機芯片、FLEX解碼芯片、STB芯片組、DVD解碼芯片、電機控制芯片、IP GATEWAY芯片、MP3 播放機芯片組等也需要具有極強數(shù)字信號處理能力的器件支持。

如今， DSP不僅僅是一個運算速度每秒以億次計的高速處理器，它除了集成周邊所需的電路如A/D、D/A、存儲器、接口電路以外，還集成了DSP應用中最復雜也是最神秘的部分──應用軟件，如基本I/O系統(tǒng)或實時操作系統(tǒng)、專用于某個應用的算法模塊，如MPEG1解碼已在上述領域中獲得廣泛應用。

DSP運算速度的大幅提高，相應地給軟件編程者提供了足夠的動力去實現(xiàn)過去所難以實現(xiàn)的設計，如Software Radio，帶GPS和Video Conference功能的移動電話，小型3D游戲機，為家庭接入Internet提供更快的下載速度。

DSP在通信領域的應用，大大改善了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的性能。DSP 的應用也極大地推動了SOC的發(fā)展，基于DSP的網(wǎng)絡產(chǎn)品，將成為21世紀初DSP的應用熱點。針對不斷增長的全球通信市場對DSP的強勁需求，TI 公司新推出了低功耗TMS320C5420，它帶有兩個DSP內核，具有200K字節(jié)的RAM，性能達到200MIPS，這款產(chǎn)品主要應用于高端多通道系統(tǒng)。在網(wǎng)絡應用方面，Lucent公司推出了Venus SOC modem芯片，National Semiconductor將這款芯片用于其最新的Geode WebPAD 產(chǎn)品設計中。Geode WebPAD產(chǎn)品是一個可以取代PC的網(wǎng)絡瀏覽器，用戶可以通過Geode WebPAD收發(fā)E-mail，和使用PC一樣方便可靠。Venus SOC 芯片內部包含了DSP、MCU、ROM和RAM。

隨著移動通信向寬帶GSM、CDMA標準轉移和高速網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送對xDSL的要求，現(xiàn)代通信系統(tǒng)面對著越來越大的處理能力需求，對器件的信息處理能力要求越來越高、為解決蜂窩電話、Internet接入的高速modem 和多媒體產(chǎn)品等高級消費和通信應用的特殊需求，Siemens Semiconductors推出一種Carmel可編程DSP內核，該內核基于一套靈活的指令集，它把增強型長字節(jié)指令功能與模塊化、超標量結構相結合在DSP內核，且具有節(jié)能的特點，可延長以電池供電電器的工作時間。

Forward Concepts的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:1998年無線基站用DSP市場大約1.6億美元，該市場將以每年20%的幅度增長，到2003年將達4.1億美元。

在網(wǎng)絡技術領域，DSP芯片能夠增強Internet的功能。Agere還新推出專門供新一代Internet和無線網(wǎng)絡使用的最高性能的DSP芯片StarPro系列產(chǎn)品，這種系列產(chǎn)品能夠使Internet容量翻番，每塊芯片為無線交換機、遠端接入服務器和VoIP網(wǎng)間接口提供的一般話路和數(shù)據(jù)信道容量，超過目前同類產(chǎn)品的4倍以上。DSP芯片StarPro系列產(chǎn)品為無線基站提供的信道數(shù)量是傳統(tǒng)DSP芯片的5倍多，能夠使系統(tǒng)和元器件的成本大幅度降低，并且大大加快VoIP網(wǎng)關、DSLmodem、無線基站和電話中心局交換系統(tǒng)的開發(fā)速度以及上市時間，可以促進新一代話音網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的融合，便于用戶更快地接入Internet和開展各種無線業(yè)務。 業(yè)界認為，DSP芯片StarPro系列產(chǎn)品在單個芯片上的性能和信道密度方面有所創(chuàng)新和突破，該系列產(chǎn)品使Agere在無線基站使用的DSP產(chǎn)品領域得以保持領導地位，并且將會提升其在通信用半導體領域的世界領先地位。

DSP在促進通信系統(tǒng)向小型化、低功耗發(fā)展。無線通信基站用DSP 16410能實現(xiàn)每秒800萬條乘法和加法運算，功耗0.38W，外形尺寸為15×15mm。這些性能將大大減小基站的功耗和幾何尺寸，在同樣大小的電路板上，DSP 16410處理的話音信道比其它DSP多3.5倍以上。對于基站制造商而言，小尺寸意味著在同樣一塊電路板上可安裝更多的DSP，或實現(xiàn)同樣的功能以更小的電路板實現(xiàn)。

我國在DSP技術和產(chǎn)品的研究開發(fā)中成績斐然。我國DSP技術起步較早，基本上與國外同步發(fā)展，全國總共有百余所高等院校從事DSP算法的教學與科研，除了一些DSP產(chǎn)品尚需從國外進口之外，在信號處理理論和算法方面，與國外處于同等水平。而在VLSI信號處理和系統(tǒng)集成方面，有了喜人的進展，正在進行與世界上先進國家同樣的研究，在單個芯片上實現(xiàn)了15個乘加運算器。專家們指出，今后高速DSP 技術的發(fā)展趨勢，將是以系統(tǒng)芯片為核心，信息處理速度將達到每秒幾十億次乘加運算，因此，只有系統(tǒng)芯片才能肩負此重任，從而在DSP領域不斷提高競爭力，讓通信業(yè)插上 DSP的翅膀凌空高飛?！?/font>