1.什么是雙耳效應(yīng)?
雙耳效應(yīng)是人們依靠雙耳間的音量差、時(shí)間差和音色差判別聲音方位的效應(yīng)。由于左右兩耳之間有一定的距離,因此,除了來自前方和正后方的聲音之外,由其他方向傳來的聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間就有先后,從而造成時(shí)間差。如果聲源偏右,則聲音必先到右耳后到達(dá)左耳。聲源越是偏向一側(cè),則時(shí)間差也越大。聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間差、聲音到達(dá)兩耳的聲級差、聲音到達(dá)兩耳相位差、聲音到達(dá)兩耳的音色差。
2.關(guān)于ADI Blackfin DSP
信號處理是近年來十分活躍的領(lǐng)域,而以高速數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的處理技術(shù)正在迅速發(fā)展。
DSP作為信號處理的基本硬件工具,在雷達(dá)、多媒體、通信、控制、航天和醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。所以選擇并掌握一種DSP芯片具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 作為國際上DSP芯片的主要供應(yīng)商,美國模擬器件公司(簡稱ADI)一直致力于發(fā)展高性價(jià)比的產(chǎn)品。其業(yè)務(wù)包括混合信號DSP、通用DSP,以及可靠數(shù)據(jù)服務(wù)、ADSL調(diào)制解調(diào)器、GSM手機(jī)、因特網(wǎng)接入、語音處理和電機(jī)控制等應(yīng)用中的嵌入式DSP。其成熟的ADSP21XX系列DSP在實(shí)際應(yīng)用中獲得了廣泛的應(yīng)用,得到用戶的充分肯定。 Blackfin系列DSP是ADI公司最新的基于微信號體系結(jié)構(gòu)的DSP,它具有兩個(gè)MAC,集成了大量的外圍設(shè)備和存儲器接口,每秒運(yùn)算速度最高達(dá)到1200 MMAC(兆次乘法加法運(yùn)算),適用于各種視頻、音頻、通信領(lǐng)域。Blackfin DSP是ADI與Intel聯(lián)合開發(fā)的體現(xiàn)高性能體系結(jié)構(gòu)的首款第四代定點(diǎn)DSP產(chǎn)品。在其系列產(chǎn)品中,最高時(shí)鐘頻率為600 MHz,峰值處理能力為1.2 GMIPS
匯聚DSP和MCU的ADI Blackfin
2005年11月6日,Analog Devices公司邀請中國大陸的專業(yè)媒體記者聚會在泰國普吉島,共同研討該公司DSP產(chǎn)品中的BlackFin產(chǎn)品。Analog Devices是世界著名的DSP廠商,除了德州儀器以外,ADI算得上是數(shù)得出的通用DSP玩家了。ADI的DSP產(chǎn)品分為 ADSP-21xx, SHARC, TigerSHARC 和 BlackFin, 這次大家主要討論的是BlackFin產(chǎn)品。Blackfin是ADI公司近年的旗艦處理器,它重在多媒體音頻視頻處理領(lǐng)域。
Blackfin 處理器基于由 ADI 和 Intel 公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)(MSA),它將一個(gè) 32 位 RISC 型指令集和雙 16 位乘法累加(MAC)信號處理功能與通用型微控制器所具有的易用性組合 在了一起。這種處理特征的組合使得 Blackfin 處理器能夠在信號處理和控制處理應(yīng)用中均發(fā)揮上佳的作用 -- 在許多場合中免除了增設(shè)單獨(dú)的異類處理器的需要。
在嵌入式DSP和MCU市場中,TI,飛斯卡爾,杰爾等通用DSP廠商主要占領(lǐng)可編程DSP市場; Broadcom, STMicro, Cirrus等公司的產(chǎn)品則多以ASIC的形式出現(xiàn),為專用功能的DSP芯片; 在嵌入式MCU市場中,則是飛斯卡爾,瑞薩,Intel等單片機(jī)廠商的舞臺。ADI把這三個(gè)市場的重疊部分定義為匯聚處理概念,他們推出的BlackFin處理器是一種嵌入式處理器核,通過軟件的方式實(shí)現(xiàn)DSP和MCU,這樣在一個(gè)產(chǎn)品中便具備了DSP的運(yùn)算優(yōu)勢和單片機(jī)的控制優(yōu)勢。
Blackfin在信號處理性能和功率利用效率方面取得了突破性進(jìn)展,同時(shí)也造就了一個(gè)基于 SIMD 架構(gòu)的全32 位 RISC MCU 程序設(shè)計(jì)模型。Blackfin 處理器提供了高性能和同類軟件目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)了硬實(shí)時(shí)信號處理任務(wù)與非實(shí)時(shí)控制任務(wù)之間資源的靈活分配。系統(tǒng)控制任務(wù)通??稍谝罂量痰男盘柼幚砗投嗝襟w任務(wù)的影響之下執(zhí)行。
目前,Blackfin 處理器在單內(nèi)核產(chǎn)品中可提供高達(dá) 756MHz 的性能。Blackfin 處理器系列中的新型對稱多處理器成員在相同的頻率條件下實(shí)現(xiàn)了性能的翻番。Blackfin 處理器系列還提供了低至 0.8V 的業(yè)界領(lǐng)先功耗性能。對于滿足當(dāng)今及未來的信號處理應(yīng)用(包括寬帶無線、具有音頻/視頻功能的因特網(wǎng)工具和移動(dòng)通信)而言,這種高性能與 低功耗的組合是必不可少的。
所有的 Blackfin 處理器都為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供了十分重要的好處,包括:
* 可實(shí)現(xiàn)各種新型市場和應(yīng)用的高性能信號處理和高效控制處理能力
* 可令系統(tǒng)設(shè)計(jì)師使器件功耗模式與終端系統(tǒng)要求相適應(yīng)的動(dòng)態(tài)電源管理(DPM)能力,以及
* 可確保產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間最小化的易用型混合 16/32 位指令集架構(gòu)和開發(fā)工具套件。
據(jù)ADI公司匯聚平臺和系統(tǒng)部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理李川介紹,為促進(jìn)DSP和嵌入式處理器技術(shù)的快速開發(fā),ADI公司提出了建設(shè)一個(gè)"生態(tài)系統(tǒng)"的概念,由ADI及其合作伙伴構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),提供相關(guān)的軟件,工具,參考設(shè)計(jì),教育中心等支持。以Blackfin為例,該處理器匯聚了控制,信號處理和媒體處理三方面的優(yōu)勢,通過很其他廠商和第三方的合作,和過去ADI獨(dú)立作戰(zhàn)的局面已大不相同?,F(xiàn)在除了Visual DSP++外,NI公司,華恒,英蓓特,億旗創(chuàng)新等公司都提供第三方的支持工具; 在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)方面,Blackfin走了通用嵌入式處理器的道路,有大概九家以上廠商的操作系統(tǒng)都支持Blackfin,如Nucleus, ThreadX, uClinux等。同時(shí),該生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴還在DSP庫,參考設(shè)計(jì)方面為開發(fā)者提供了豐富的選擇。
在媒體研討會上,浙江大學(xué)演示了Blackfin處理器為浙江大學(xué)視頻電話項(xiàng)目的解決方案,億旗創(chuàng)新公司演示了利用Blackfin開發(fā)的教育套件,杭州愛浦多公司采用Blackfin開發(fā)的MP4多媒體便攜式播放器。這些方案較好的展示了Blackfin處理器在同只一顆芯片上運(yùn)行操作系統(tǒng)和視頻處理的能力。如就億旗創(chuàng)新展示的PMP模型,實(shí)現(xiàn)了非常流暢的視頻播放。愛浦多公司展示的MP4播放器,實(shí)現(xiàn)了視頻,MP3, 收音機(jī),游戲,電子書等眾多功能,體現(xiàn)了Blackfin的處理能力和運(yùn)算速度,而這樣一個(gè)處理器的價(jià)格在五美元左右。
ADI最新Blackfin 瞄準(zhǔn)消費(fèi)類媒體應(yīng)用
隨著模擬器件公司(ADI)發(fā)布其最新的Blackfin處理器,這進(jìn)一步增強(qiáng)了業(yè)界的共識,即消費(fèi)媒體設(shè)備是數(shù)字信號處理器(DSP)的下一個(gè)巨大機(jī)會。
當(dāng)今的計(jì)算密集型音視頻消費(fèi)類應(yīng)用對靈活性和性能提出越來越高的要求,而已具備可重編程能力的DSP被大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士看成是滿足這些需求的理想選擇。
一些觀察家表示,諸如Blackfin等最新構(gòu)建的DSP芯片提供了比將DSP與微控制器結(jié)合在一起的傳統(tǒng)解決方案更節(jié)省空間和功耗的緊湊型方法。
傳統(tǒng)上,消費(fèi)類設(shè)備使用DSP來執(zhí)行計(jì)算密集型視頻和圖形處理,使用RISC處理器來實(shí)現(xiàn)用戶界面和控制功能。例如,TI公司曾經(jīng)將C55x或C64x DSP與ARM組合使用。在Blackfin芯片中,ADI結(jié)合了高端的DSP處理能力與突出的RISC性能,以避免在所有應(yīng)用中(要求最苛刻的應(yīng)用除外)采用DSP/ARM雙處理器方案。
盡管Blackfins還瞄準(zhǔn)汽車與工業(yè)應(yīng)用及移動(dòng)電話,但ADI公司顯然將重點(diǎn)放在消費(fèi)類媒體。ADI公司媒體平臺與服務(wù)部總經(jīng)理John Croteau表示:“我們認(rèn)為Blackfin的最大應(yīng)用在于數(shù)字娛樂?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; font-family: 微軟雅黑; font-size: 12px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/> 許多業(yè)內(nèi)人士都支持ADI所選擇的方向。 獨(dú)立市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Berkeley設(shè)計(jì)技術(shù)公司的總經(jīng)理Jeff Bier指出,當(dāng)今正在開發(fā)的廣大新產(chǎn)品,如視頻手機(jī)、手持視頻播放機(jī)、IP機(jī)頂盒、數(shù)字錄像機(jī)及高清電視等都需要DSP提供的靈活性?!霸谶@些領(lǐng)域,算法與標(biāo)準(zhǔn)存在極大的變數(shù),而且功能極其多樣化?!彼f,“為了滿足應(yīng)用的需求,你需要可編程性,而不能用硬件來固化設(shè)計(jì)?!?
市場研究機(jī)構(gòu)Forward Concepts公司的總裁Will Strauss在最新的一份報(bào)告中指出,電子工業(yè)正在發(fā)生根本的轉(zhuǎn)型,即從PC時(shí)代轉(zhuǎn)入由互連及多媒體驅(qū)動(dòng)的新時(shí)代。他強(qiáng)調(diào),DSP將處于這場轉(zhuǎn)型的核心。
顯而易見,可編程性正在變成“必須條件”。隨著更多設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),它們需要具備互操作性。有時(shí)候,競爭力正是來自可編程解決方案。例如,日本消費(fèi)電子制造商正在努力使他們的產(chǎn)品區(qū)別于中國制造的廉價(jià)產(chǎn)品,ADI的Croteau表示。
Silicon-Insider雜志主編、微處理器分析師Jim Turley表示:“在我看來,ASIC在1990年代后期的繁榮已經(jīng)過去。即使你擁有足夠的智力和預(yù)算,但開發(fā)自己的芯片仍顯得過于昂貴和耗時(shí)。處理器、DSP、控制器甚至FPGA在許多情況下是更具吸引力的選擇。”
Bier指出,ADI能滿足多大程度的應(yīng)用需求將決定它在數(shù)字娛樂及多媒體領(lǐng)域能否取得與TI一樣的成績。TI的競爭籌碼是基于其高端C64x產(chǎn)品線的DM64x芯片以及用于便攜式或客戶端設(shè)備的C55x DSP芯片。
Turley認(rèn)為:“ADI做得很漂亮,它憑借自己的優(yōu)勢在消費(fèi)電子領(lǐng)域抗衡像TI這樣的重量級對手。”他指出,Blackfin的吸引力主要來自于那些類似微控制器的功能,這些功能使得它可以成為產(chǎn)品中唯一的一塊芯片,而無需在DSP旁邊放置其它芯片(如ARM微控制器)。
ADI媒體平臺與服務(wù)部總經(jīng)理Jerry McGuire列舉了Blackfin芯片的其它優(yōu)勢?!皬囊婚_始,我們就采用一組特殊指令集來增強(qiáng)芯片的視頻性能?!彼f,“在數(shù)據(jù)傳輸方面,我們擁有能增強(qiáng)視頻性能的DMA(直接存儲器存取),包括2-D DMA?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; font-family: 微軟雅黑; font-size: 12px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/> 但ADI在支持消費(fèi)多媒體應(yīng)用方面的經(jīng)驗(yàn)相對薄弱,而TI在完成C55第三方任務(wù)上已經(jīng)積累多年的成功經(jīng)驗(yàn)。分析師Bier注意到這一點(diǎn),并指出隨著應(yīng)用變得越來越復(fù)雜,軟件及開發(fā)支持的任務(wù)正在迅速上升。“在這方面,ADI已經(jīng)有了一個(gè)良好的開端,并正在圍繞Blackfin創(chuàng)建支持系統(tǒng),”他接著說,“但這需要數(shù)年的時(shí)間以及持續(xù)的投入?!?nbsp;
ADI正在這一新領(lǐng)域迅速獲得動(dòng)力。Blackfin DSP已經(jīng)被設(shè)計(jì)到眾多新興的消費(fèi)類產(chǎn)品中,包括微軟公司的Windows媒體中心擴(kuò)展器、Roku公司的網(wǎng)絡(luò)音樂播放器以及AuthenTec公司基于指紋傳感器技術(shù)的嵌入式鎖系統(tǒng)等。
在許多嵌入式消費(fèi)類系統(tǒng)中,Blackfin既是音視頻解碼的核心,又是控制系統(tǒng)的處理器。Blackfin能解碼各種不同的數(shù)字媒體格式,包括MP3、Windows Media Audio 9、WAV、AIFF與AAC文件、MPEG-2、MPEG-4及Windows Media Video 9等。
幾家DSP或媒體處理器競爭廠商已經(jīng)先于ADI實(shí)現(xiàn)用軟件解碼Windows Media Video 9等高級視頻壓縮格式?!暗覀兊谝粋€(gè)使其在容量、價(jià)格及功耗上能滿足大批量消費(fèi)類產(chǎn)品的需要,”ADI公司Blackfin電子媒體平臺行銷總監(jiān)Scot Robertson表示。
在ADI的2004年技術(shù)規(guī)劃中,Blackfin處理器產(chǎn)品線包括8款新器件,其差異性主要體現(xiàn)在外圍單元上,如集成式10/100以太網(wǎng)MAC、PCI、USB2.0 On-the-Go以及LCD控制器等。
在每款產(chǎn)品上集成恰當(dāng)?shù)耐鈬鷨卧獙τ贏DI在消費(fèi)IC市場取得成功至關(guān)重要。Turley表示:“消費(fèi)電子制造商不愿意為他們不需要或不使用的功能支付費(fèi)用。如果一款芯片提供了比客戶所需多得多的功能,那么它必然出局。因此,在功能與集成之間存在著微妙的平衡關(guān)系。”
Forward Concepts的Strauss相信:“ADI的定點(diǎn)芯片客戶群還需要兩年時(shí)間才能從舊平臺轉(zhuǎn)移到更具吸引力的新平臺?!?nbsp;
“ADI目前面臨的首要問題是,Blackfin與其早期的ADSP-21XX定點(diǎn)系列芯片在代碼上不兼容,”他說。
但Bier不同意這種看法?!癆DI正在對Blackfin作出承諾,”他說,“他們現(xiàn)在把重點(diǎn)放在Tigersharc、Sharc和Blackfin上,而定點(diǎn)的218x及219x產(chǎn)品開始退居幕后。他們已經(jīng)消除了未來將發(fā)展哪些架構(gòu)的不確定性?!?nbsp;
ADI的Croteau證實(shí)了這種轉(zhuǎn)變,“我們將繼續(xù)支持218及219x,但應(yīng)用正在轉(zhuǎn)向Blackfin。”
ADI的BlackFine DSP兼具32位MCU的功能
美國模擬器件公司(ADI)媒體平臺與服務(wù)部總經(jīng)理John Croteau和亞洲區(qū)市場推廣經(jīng)理Brandon Graff先生日前到訪北京,介紹了ADI公司在DSP領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀。
隨著無線基礎(chǔ)設(shè)施市場以及消費(fèi)類市場的蓬勃發(fā)展,除了傳統(tǒng)的AD218x 系列及AD219x系列以及浮點(diǎn)Sharc DSP之外,近幾年ADI公司推出了面向3G基站應(yīng)用的TigerSharc DSP以及面向消費(fèi)類應(yīng)用的定浮點(diǎn)BlackFine系列。
其中,TigerSHarc DSP由于具有極強(qiáng)的可編程特性,可滿足3G無線基礎(chǔ)設(shè)施對成本、處理能力及靈活性的要求,愛立信已宣布在其WCDMA基站中采用ADI TigerSharc TS-201芯片,據(jù)Bancorp Jaffray公司的數(shù)據(jù)表明,愛立信在360億美元的無線基礎(chǔ)設(shè)施市場領(lǐng)域占據(jù)了26%的市場份額達(dá)到94.26億美元的銷售收入。Forward Concepts總裁兼分析師Will Strauss 認(rèn)為:愛立信采用TigerSharcDSP將使許多公司重新看待DSP。隨后,富士通與阿爾卡特的合資企業(yè)Evolium公司以及高通公司也宣布采用ADI TigerSharc 芯片。
BlackFine作為獨(dú)特的DSP,不只是單純的DSP,還具有32位MCU的功能, John Croteau介紹說:BlackFine可支持MPEG-4, WMV以及H264等的視頻編解碼格式,支持Linux操作系統(tǒng),具有可編程特性以及成本低等特點(diǎn),能單獨(dú)用作中低端機(jī)頂盒的主處理器,或者與Intel的Xscale、摩托羅拉的PowerPC一起,作為協(xié)處理器應(yīng)用在高端機(jī)頂盒中。目前,ADI公司正與國內(nèi)第三方合作為BlackFine 提供開發(fā)工具,以更好的服務(wù)中國客戶。未來,有計(jì)劃推出支持WinCE的BlackFine產(chǎn)品。
DSP芯片需求上升,價(jià)格將有所回落
受無線通信、消費(fèi)類電子以及其他等一直發(fā)展較快的應(yīng)用驅(qū)動(dòng),DSP產(chǎn)品在2004年將是一個(gè)很好的年景,全球一年的的總銷售預(yù)計(jì)可達(dá)85億美元,比2003年增長20%以上。無線通信據(jù)認(rèn)為是DSP應(yīng)用的最大領(lǐng)域,占DSP需求總量的70%左右。每一個(gè)無線手機(jī)都需要至少一個(gè)DSP芯片,而用于無線基站對信號進(jìn)行開關(guān)切換和發(fā)送也需要相應(yīng)的DSP產(chǎn)品。
應(yīng)用需求量增大
關(guān)注DSP市場的市場分析公司IC Insight認(rèn)為,由于3G手機(jī)市場的啟動(dòng)和全球手機(jī)出貨量的提高,DSP芯片在今后幾年仍可維持一個(gè)較高的需求。但手機(jī)市場也出現(xiàn)了一個(gè)令手機(jī)制造商和芯片供應(yīng)商不太樂觀的態(tài)勢,在一些收入水平較低的地區(qū),新手機(jī)用戶有一定的比例采取購買二手手機(jī),而不是新產(chǎn)品,因此手機(jī)用戶的增加并非直接代表芯片消耗量的同步增長。這也從另一個(gè)角度反映了手機(jī)市場的現(xiàn)狀,在一部分用戶中,手機(jī)的更新?lián)Q代非常快,有些只有半年左右,助長了二手市場的成長。業(yè)內(nèi)分析人士認(rèn)為,要使這一趨勢得到遏制,新手機(jī)產(chǎn)品的價(jià)格因素已經(jīng)非常重要,另外手機(jī)制造商和運(yùn)營商也需要以用新產(chǎn)品所提供的服務(wù)來吸引用戶。
盡管如此,由于2.5G和3G服務(wù)的數(shù)據(jù)速率至少比2代手機(jī)高出5倍,市場所提供的服務(wù)是以前手機(jī)所不具有的,新手機(jī)往往需要更高性能的DSP芯片。新一代通信標(biāo)準(zhǔn)需要新的無線基站設(shè)施,因此手機(jī)市場在未來五年內(nèi)仍將是DSP產(chǎn)品應(yīng)用的最大動(dòng)力和最主要的市場。另外,數(shù)字用戶線(DSL)也是DSP產(chǎn)品應(yīng)用的一個(gè)主要領(lǐng)域。
除通信領(lǐng)域外,消費(fèi)類電子產(chǎn)品如數(shù)碼相機(jī)、DVD產(chǎn)品、數(shù)字電視等未來幾年發(fā)展趨勢看好,也將是DSP芯片的主要應(yīng)用領(lǐng)域。語音識別、自動(dòng)翻譯、助聽器、全球定位系統(tǒng)(GPS)和汽車電子中一些新應(yīng)用領(lǐng)域也是DSP市場未來的增長動(dòng)力。
DSP產(chǎn)品價(jià)格將整體下滑
DSP市場2004年的特點(diǎn)是盡管需求比較旺盛,但價(jià)格可望呈現(xiàn)總體下降的趨勢。受第一季度超量采購和傳統(tǒng)淡季的共同影響,第二季度DSP芯片的價(jià)格預(yù)計(jì)將下滑,第三季度轉(zhuǎn)為上揚(yáng),第四季度再次下跌。市場分析人士預(yù)計(jì),DSP產(chǎn)品的平均售價(jià)(ASP)可望從2004年年初的5.97美元降低到年底的5.69美元,因此總體看,對于眾多的DSP買家是一個(gè)好消息,可能短期的訂單策略比較合適。市場ASP降低對于DSP芯片供應(yīng)商來說,雖然不是好消息,但由于需求量增大,也不是壞消息。平均售價(jià)的降低從另一個(gè)角度會促使芯片的更多采用。
德州儀器(TI)是目前DSP市場的第一大供應(yīng)商,該公司的DSP芯片應(yīng)用范圍可以滲透到從普通的玩具到高端的無線基站、工作站。TI是無線手機(jī)用DSP芯片的最大供貨商,占有60%左右的市場份額,該公司的DSP芯片可應(yīng)用于GSM(TCS2200)、GPRS(TCS2100)、手機(jī)多媒體應(yīng)用(TCS2600)以及同樣是移動(dòng)設(shè)備的PDA產(chǎn)品(TCS4105)。
美國模擬器件公司(ADI)是全球第二大DSP芯片供應(yīng)商,產(chǎn)品以高性能著稱。該公司的DSP有SHARC、Melody和Blackfin系列產(chǎn)品,可應(yīng)用于音頻設(shè)備、無線通信、汽車電子和視頻/圖像等處理領(lǐng)域。其中Blackfin系列將高性能的信號處理和高效的控制能力結(jié)合在一起,被業(yè)界認(rèn)為是一款應(yīng)用非常廣泛的DSP產(chǎn)品。
無線通信市場的另外一家主要供應(yīng)商是Agere 公司,該公司的產(chǎn)品主要用于無線基站等領(lǐng)域,根據(jù)該公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),Agere的16000DSP芯片已經(jīng)占到全球基站應(yīng)用的一半,這些高端產(chǎn)品平均售價(jià)往往高出一般產(chǎn)品的許多倍,一般DSP的平均售價(jià)只有5~6美元,而一般通信基站用的DSP平均售價(jià)則高達(dá)60美元,一般預(yù)計(jì)新一代通信標(biāo)準(zhǔn)可能帶動(dòng)新一輪基站建設(shè),對于高端DSP芯片的需求量將大幅度提高。但由于寬帶CDMA(WCDMA)標(biāo)準(zhǔn)允許單用戶實(shí)現(xiàn)2Mbps的速率,而高速數(shù)據(jù)包傳輸(High speed data packet access, HSDPA)標(biāo)準(zhǔn)則可達(dá)到10、15、20Mbps,在如此高的數(shù)據(jù)速率下,對于DSP芯片的性能要求自然更高。
下一代DSP的發(fā)展取向
為滿足下一代高速通信的要求,DSP芯片需要有更多的功能和更高的性能,一般使用的手段是數(shù)學(xué)協(xié)處理器(math coprocessor)和板上SRAM存儲器(on-board memory)技術(shù)。Agere公司采用的DSP策略是片上系統(tǒng)(system-on-a-chip),該公司認(rèn)為,下一代通信技術(shù)的挑戰(zhàn)需要SoC技術(shù)。傳統(tǒng)條件下,如果芯片用來執(zhí)行一個(gè)程序或數(shù)據(jù)接入,會產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i,如果具有多個(gè)DSP內(nèi)核,并在這些內(nèi)核附近有片上存儲器,情況可以大幅度改觀。這種器件具有傳統(tǒng)的DSP功能,但同時(shí)具有協(xié)處理器和一些硬連線加速器(hard-wired accelerator),這樣的器件架構(gòu)可以滿足下一代高速通信的性能要求。
更多的功能和更高的性能不僅體現(xiàn)在高端的DSP芯片,一些中低端的產(chǎn)品也在采用這些技術(shù)。Motorola半導(dǎo)體部(已經(jīng)更名為Freescale Semiconductor)已經(jīng)把DSP和微控制器結(jié)合在一起,這種產(chǎn)品基本是DSP的架構(gòu),但具有微控制器的功能,可應(yīng)用在馬達(dá)控制等領(lǐng)域。
目前的汽車基本采用液壓傳動(dòng),但有預(yù)測今后幾年電傳動(dòng)將成為主流,而DSP將在這種轉(zhuǎn)變中發(fā)揮巨大的作用,Motorola半導(dǎo)體部的56F8300系列DSP產(chǎn)品即是面對這些應(yīng)用領(lǐng)域。
Motorola公司半導(dǎo)體部表示,在電傳動(dòng)汽車中,需要計(jì)算車輪如何轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)多快等復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題,微控制器可以進(jìn)行傳感器和馬達(dá)控制之間的通信。這樣汽車制造商可以逐漸擺脫龐大的液壓系統(tǒng),使汽車的整體重量降低,同時(shí)減少燃油的消耗。由于對液壓系統(tǒng)的維護(hù)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電動(dòng)馬達(dá)的維護(hù),考慮到汽車裝配工藝的簡化,因此無論對于汽車制造商還是普通消費(fèi)者,都可以預(yù)見成本會有大幅度的降低。
在過去幾年中,DSP產(chǎn)品性能提高的一個(gè)突出表現(xiàn)是計(jì)算和控制能力有了大幅度提高,使其可以完成更多、更復(fù)雜的信號處理和控制功能。在性能提高的同時(shí),DSP芯片的價(jià)格卻不斷下降,從而使從電動(dòng)牙刷到復(fù)雜的工業(yè)控制等范圍更廣的電子產(chǎn)品可以采用DSP芯片。據(jù)信,目前Motorola公司半導(dǎo)體部的56F8300系列DSP產(chǎn)品的售價(jià)已經(jīng)是2.5~5美元,可以接受的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)該非常廣泛。