DSP应用市场回顾与展望

chinapluss Post at 2006/3/13 12:38:00
DSP应用市场回顾与展望

DSP最早是指一种信号处理技术,直到八十年代初第一颗商用数字处理器问世,DSP才逐步成为一种全新高速处理器的名称。最初DSP的应用在于专业数据通信和语音处理,各种专用调制解调器、声码器、数据加密机初步获得市场。其后DSP应用扩展到广泛的民用产品,诸如硬盘驱动器、通用调制解调器、数字答录机、无线通信终端。九十年代中DSP在数字GSM手机应用和无线基站应用中都获得了巨大的成功。与此同时,DSP开始全面拓展到新兴应用,并在宽带通信、数字控制、数字音频、数字视频等众多市场上捷报频传。

作为一种重要的处理器,DSP已经处于数字信息产品核心引擎的地位,面对中外如此巨大的市场空间,更好的DSP应用有待我们去努力挖掘。我们将回顾一年来DSP在中国应用市场的状况,以及展望未来一年的发展趋势。同时介绍DSP的发展和创新,并分析DSP所面临的机遇与挑战,

  • 方兴未艾的DSP应用市场
    根据CCID的预测,今年电子产品市场总量将超过2.5千亿美元,比去年增长大于30%,而所消耗集成电路总量为221亿美元,其中通信应用占20%、计算机占30%、消费类占35%,其它占15%。

    通信仍然是今年DSP最大的应用市场。在无线通信应用中,手机终端无疑都有DSP核心,而2.5G和3G终端的发展将仰赖DSP平台,其中包括智能手机。同时,无线基础设施亦离不开高性能DSP,新一带无线交换机和基站将会因采用更低功耗的DSP而缩小空间易于装备。在宽带网络应用上,从局端到接入端设备,DSP无处不在。

    虽然在计算机中CPU仍是主角,但在一些嵌入式应用中DSP已经在发挥作用,比如作为影像加速器、实时媒体编解码器、嵌入式调制解调器等。在某些场合的应用中,集成有RISC处理器的DSP平台已经可以胜任主处理器的工作,体现出通信与计算机应用的融合。

    随着数字化进程的加速,更多的数字消费类产品中都采用了DSP。虽然在激光影音产品中大量采用专用解码芯片,但涉及到音视频的编码,还有多制式的解码应用,DSP还难以被取代。基于DSP的数字相机开始由高端下移,MPEG4类数字播放器新产品,将在年底投放市场,这将势必掀起新的消费高潮。即便是在传统白色家电中,DSP应用也在深入进行,如数字变频应用已由空调延伸到冰箱和洗衣机。

    不要小看占15%的其它应用市场,只在今年就蕴藏有33亿美元的商机,比去年增长了四分之一。这个市场为DSP提供了更大的增长的空间,在这块市场的细化中,我们不难发现真正有中国特色的需求与应用。这里先分析几个重点应用。

    数字监控系统在中国仍是一个的市场热点,业内专家预计今年国内需求将突破一百万路。几年来数字系统已经逐步取代传统模拟系统,而今年基于MPEG4的数字系统又全面取代MPEG1系统,已有领先厂商推出基于H.264的数字系统并投入市场。在早期的MPEG1类产品中,视频有专用芯片,DSP只处理语音。在MPEG4及H.264类产品中DSP全面完成视频和语音处理工作。

    数字监控应用将向多样化发展。在公共场所和企事业应用中,嵌入式应用将增加所占份额,部分将由此而取代传统工控机插卡模式;在社区应用中,网络相机和网络网关应用较为普遍。便携式数字监控产品将可以进入家庭。DSP为所有上述应用创造了有利的条件。

    DSP推动了嵌入式指纹识别的应用,并已取得了长足进展,而今年更是走向市场化的关键一年。我们可以看到新型更可靠的指纹门禁、指纹密码箱推向市场。DSP平台的持续创新及所表现出的高性能和低功耗特色,是这一应用市场历经十多年而发展不衰的源泉。

    DSP在数字控制中的应用也有很大发展。在工业变频器中,不少项目在今年完成,其中DSP所占比例都在增加。更多的DSP微控制项目不但围绕工业应用缝纫机、锈花机、雕刻机、喷绘机等,而且拓展到健身器材等新的市场。

    今年DSP的其它应用还有许许多多,如教学多媒体方面和数字语音通信等诸多方面。

  • 蓄势待发的DSP潜在应用
    展望明年,DSP在无线通信和宽带网络中的应用仍将稳步发展,而我们所期待的更多DSP新应用将会不断涌现。不妨我们以TI的DSP为主线,描述一下各种应用的发展趋势。

    DM642作为通用媒体处理器,不仅在数字监控市场应用中独领风骚,而且将树立起其流媒体核心平台的市场地位,其应用将涵盖会议电视、视频电话、家庭媒体网关、数字电视机顶盒等新产品。

    指纹识别类产品首先在海外市场获得成功,国内市场也迅速崛起。基于DSP的多种生物识别应用产品将脱颖而出,如语音识别、人脸识别、虹膜识别等方面。对于指纹识别,同时兼有低功耗性能比和高性能价格比的C55x系列是理想选择,而其它则为C62x或C64x。

    语音识别技术和应用亦有希望掀起新的高潮,基于C54x系列、C55x系列、C547x系列等多种平台的成果必将实现产品化。

    在医疗仪器方面,基于OMAP的人体生理信息诊断设备将推出,从而一改以往需要借助庞大微机系统的局面。在高端医学影像处理方面,将应用象C6713这样的高速浮点处理器;在低端医学采集设备中,将大量采用MSP430这样的超低功耗单片机。

    DSP也将渗透到专业音响应用中,国内已有厂商采用C6711推出新颖高端音响产品,并已升级到C6713。TI推出的DA610是一个高集成度的音频处理器,专门针对专业音响应用。

    当然DSP的应用还会有很多,让我们拭目以待。

  • DSP处理器的发展和创新
    由TI今年在DSP的部分创新,不难管窥DSP处理器的发展趋势。在成功演示1GHz时钟DSP的同时,720MHz时钟DSP投入量产,为业界超高速应用提供既有的方案和未来的时间表。DM642的新一代媒体处理器的推出,不仅拓展了DSP视频领域的应用,而且也改变DSP应用市场的格局。具有6个300MHz时钟核心的多核DSP,打造了VoIP网关"巨无霸";高集成的225MHz时钟的浮点DSP,构建了专业音响的"旗舰"。以下产品均采用了TI先进的0.13um制造工艺,有力地保证了将高性能价格比的产品推向市场。

    综上所述,进入新世纪DSP获得了空前的发展,但同时也遇到了前所未有的技术竞争。作为一种通用处理器,DSP通过技术拓展正在扩大其应用领域,不可避免就受到了来自其它多种器件的竞争,如同样是软件可编程的传统处理器MPU和硬件可编程的FPGA,还有专用器件ASIC。

    MPU包括偏高端的微处理器CPU和偏低端的单片机MCU。CPU偏重于计算机应用,但在高速信号处理方面难于与DSP比拟,特别是低功耗嵌入式应用。现在的DSP也可以有实时操作系统,甚至已有DSP就集成有MPU而成为一个单片系统SOC,因此实际上DSP在争夺嵌入式CPU的市场。MCU则偏重于数字控制应用,具有低价高效的特点。然而随着DSP结构的优化及成本的降低,并且其高性能可以提高各种控制的档次,DSP也已渗透到MCU的市场。

    FPGA近年来也有较大的发展。虽然其处理速度较快,灵活性较强,但是其成本往往较高,目前在高端通信中应用较多。在一些新型应用的前期工作可能采用FPGA,至于转入批量生产,则需要考虑ASIC或是DSP。

    从成本上来看,ASIC似乎更适合于产品化,但是高昂的前期投入费用还伴随着一定的风险,便使得ASIC的应用需要有特别的针对性。其产品一旦确定就无法修改,至于产品更新换代也就需要重新设计生产。

    相形之下DSP应用上的灵活性较FPGA和ASIC都略胜一筹。诚然DSP会涉及软件开发资源,不过如果解决得好,DSP的优势会充分展示出来。DSP软件有极强可维护性和再利用性,既可以更新已有产品,也可以轻松地升级到新的产品。

    既然DSP软件如此重要,这就使支持模式成为区别不同厂商DSP产品的关键。TI始终强化eXpressDSP的开发理念,即包括及时推出最新集成开发软件并包含DSP/BIOS实时操作系统,规划DSP算法标准并提供验证,还有业界最广泛的第三方DSP开发网络支持。

    未来一年仍将是DSP飞速发展的一年,DSP的市场份额将有望进一步扩大,我们期待着来年有更多更好DSP应用的涌现。

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