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1、DSP技术前景展望扌商要：数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采 集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号 形式。DSP技术的应用关键字：数字信号、通信系统、DSP技术 一、DSP技术定义DSP是Digital Signal Processing的缩写，表示数字信号处理器,信息化的 基础是数字化，数字化的核心技术之一是数字信号处理，数字信号处理的任务在 很大程度上需要由DSP器件来完成，DSP技术已成为人们日益关注的并得到迅速 发展的前沿技术。语音处理：语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、语音邮件、语音储存 等。图像/图形：二维和三维图
2、形处理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器 人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。DSPS新技术前沿开发口前，德州仪器(TI)宣布作为公司多内核DSP核心器件的TMS320C66x DSP 内核实现了前所未有的性能突破，从而将一如既往地引领业界最高性能数字信号 处理器(DSP)的发展趋势。TI的C66x DSP频率高达15 GIIz,远远超越了业界任何其他DSP的性能，其定点和浮点性能在第三方独立分析公司Berkeley Design Technology (BDTI)进行的基准测试中均获得最高分。TI负责DSP系统业务的副总裁Niels Anderskouv指岀：“即便是对于高级多 内核器
3、件，内核性能也是非常重要的。就无线基站而言,我们的C66x内核结合 功能强大的加速器能够确保吞吐量和空间效率的不断提升，而且单位比特的功耗 也将持续下降。对于关键任务型高端影像、测试以及自动化市场的多内核客户而 言，这意味着他们现在所能构建的产品是他们几个月之前还不敢想象的。我们的 C66x DSP和KeyStone多内核架构堪称业界的重大突破，这还只是我们在今后 一年到一年半时间内好戏的刚刚开始，今后的性能和创新必将更加精彩。” 三、DSP器件的应用世界上没有完美的处理器，DSP不是万能的。DSP器件的特点使得它特别适合 嵌入式的实时数字信号处理任务。实时的概念实时的定义因具体应用而异。一般
4、而言，对于逐样木(sample-by-sample)处 理的系统，如果对单次样木的处理可以在相邻两次采样的时间间隔之内完成，我 们就称这个系统满足实时性的要求。即：tproesstsample,其中，tproess代 表系统对单次采样样木的处理时间，tsample代表两次采样之间的时间间隔。举 例来说，某个系统要对输入信号进行滤波，采用的是一个100阶的F1R滤波器， 即。假设系统的采样率为lKHz,如果系统在1ms之内可以完成一次100阶的FIR 滤波运算，我们就认为这个系统满足实时性的要求。如果采样率提高到lOKHz, 那么实时性条件也相应提高，系统必须在0. 1ms内完成所有的运算。需要
5、注意， tproess述应当考虑各种系统开销，包括中断的响应时间，数据的吞吐时间等。嵌入式应用嵌入式应用对系统成本、体积和功耗等因素敏感。DSP器件在这些方而都具有 可比的优势，因此DSP器件特别适合嵌入式的实时数字信号处理应用。反过来， 对于某一个具体的嵌入式的实时数字信号处理任务，DSP却往往不是唯一的，或 者是最佳的解决方案。我们看到，越来越多的嵌入式RISC处理器开始增强数字 信号处理的功能；FPGA厂商为DSP应用所做的努力一直没有停止过；针对某项 特定应用的ASIC/ASSP器件的推出时间也越来越快。开发人员而临的问题是如何 根据实际的应用需求客观地评价和选择处理器件。表2对给出了
6、这些器件之间的 一些简要对比。四、DSP目前的主要应用领域DSP技术在数据通信、汽车电子、图像处理以及声咅处理等领域应用广泛。(1) 数字化移动电话数字移动电话可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。而无论是高速移 动电话还是低速移动电话，都要用至少1个DSP,因此，高速发展的数字化移动 电话急需极为大量的DSP器件。(2) 数据调制解调器数字信号处理器的传统应用领域么一，就是调制解调器。调制解调器是联系通 信与多媒体信息处理系统的纽带。利用PC机通过调制解调器经由电话线路，实 现拨号连接Internet是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加，由 PC机上利用浏览程序调用活动图
7、像信息量增大，就需要使用数据传送速度更高 的调制解调器。这就意味，在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。(3) 磁盘/光盘控制器需求多种信息存储媒体产品的迅速发展，诸如磁盘存储器、CD-ROM和DVD (DigitalVersatileDisk) ROM的纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD,存储容 量己相当可观，大型HDD姑且不谈，就连普通PC机的HDD的存储容量也远在1GB 以上，小型HDD向高密度、高存储容量和高速存取方向发展，其控制器必须具备 高精度和高速响应特性，它所用的DSP性能也是今非昔比，高速DSP是必不可少 的关键性器件。(4) 图形图像处理需求DVD里应用的活动图像压缩/
8、解压缩用MPEG2编码/译码器，同时也广泛地应 用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。这些领域应用的DSP 应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩/解压技术也口新月异， 例如，DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感 知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现，要求和应的高性能DSPo(5) 汽车电子系统及其它应用领域汽车电子系统日益兴旺发达，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行 分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出 来，供驾驶人员参考。因此，DSP在汽车电子领域的应用也必然会越来越广泛。五
9、、DSP未来应用领域的前景（1）宽带Internet接入业务Internet己经被大量应用，但尚未达到普及。今后Internet会重点向宽带 发展。2000年底全球大约有2. 5亿人使用Internet ,分析家预测到2004年使 用Internet的人数要超过5亿。Internet用户数的增长是因为住宅小区宽带 业务的增长。在美国，宽带用户会从2000年的500万户跳跃到2004年的4500 万户。用户端的宽带Internet接入设备如ADSL、VDSL、Modem等的需求量极 大。卅界范围内局端宽带基础设备也有巨大的市场。Modem和PC机制造商包 括 Alcatel、Tosh ib a、
10、Com paq、Gate - way IBM、Actiontec、Siem ens、Ericsson、Hyundai 华为等。（2）下一代无线通信系统的发展下一代无线通信系统（2.5G、3G）要为用户提供无线宽带接入和语音、视 频、数据的融合服务。为了获得多媒体效果，如短消息、视频会议和3D交互式 游戏等等，供应商不仅要满足基带信号处理的要求，还必须满足无线系统的多媒 体处理功能。新一代无线通信系统必须采用基于DSP和GPP结构的复合处理器， 如TT的0MAP处理器，其中DSP完成实时多媒体信号处理，GPP完成管理和控制 功能。未來的手机既要有通话和收发视频图像的功能，又要具有PDA功能。20
11、02 年全球无线用户有10亿,2004年手机销售将达到53亿部，复合年增长率为40%, 所有的手机均离不开高性能、低功耗、低成本的DSP。(3) 数字消费电子市场的兴起消费电子正在全而数字化，几年前就有的VCD、DVD、MP3播放机等。现在 音频广播,电视广播也在向数字化迈进，HDTV接收机、SDTV电视机、机顶盒及 数字广播收音机等已经或都将进入市场。MP3播放机方兴未艾，1999年MP3用 DSP套件订货量为100万套，2000年增长3倍,2003年急增至3200万套，从1999 年至2003年间复合年增长率(C AGR )达到141%。另一个DSP销量巨大的市场 是数码相机，2000年数
12、码相机有1160万套订货量，2003年的销量会翻一倍，预 期为2500万套。(4) 汽车电子市场的发展汽车电子是继家电、通信和计算机之后，另一个大有前途的领域。据预测, 到2010年中国的轿车将猛增至4000万辆。汽车工业的发展必然带动汽车电子的 发展。在国外，电子谊约占整车费用的30%,在中国目前只占到整车费用的 15%-20%。汽车电子包括汽车上的娱乐装置，远程信息处理和自动控制装置，这 些设备都离不开DSP。(5) 细分的DSP产业链DSP的发展己有25年历史了，DSP芯片己达到相当高的水平，现在国际上已 形成包括DSP芯片设计、制造，DSP开发工具研制生产、应用和咨询共同组成的 产业链
13、。全球有5万多客户选用TI定制的软件开发环境，使他们能非常容易地 将DSP结合到他们的系统中去。围绕DSP周边的业务就由许许多多的称为第三方 (T hird Party )的小公司承扌JI, TT的Third Party有650多家公司，他们生 产数千种基于DSP的产品。围绕DSP芯片产业化可以成立公司的业务很多，概括 起来有以下一些:(6) DSP应用软件符合各种国际和区域性标准的语音、图像、视频、数据通信等DSP软件。 例如不少公司从事1TU - T G.系列语音压缩编码标准的DSP编程，如G.711、G. 722、G. 726、G. 728、G. 723、G. 729 等。音频编码有 M
14、PEG1, 2, 4 的 MP3、AAC, Dolby 的 AC-3 等。图像编码有 JPEG、J PEG2000、H. 261、H. 263、H. 264 o数据通信就更多了,如各种传输速率的Modem、xDSL、Cable Modem , 还有冋声抵消、DTMF等都有很大的市场。(7) DSP应用系统开发GSM手机、MP3播放机、数码相机、空调、无线局域网、蓝牙、PDA等。DSP咨询国外有一些DSP的咨询公司，他们起到DSP用户和DSP芯片供应商、DSP 第三方之间的桥梁作用，也会为客户提供设计、提供软件和硬件及出版资料图书, 有些还办培训班。六、中国DSP市场发展现状及前景中国是发展中的
15、大国，应用方面一直保持着与国际上DSP技术同 步的态势，从DSP芯片面世开始，中国就有单位应用、销售DSP芯片。随着中国 社会数字化、信息化的进展和中国经济的持续稳定增长，刺激了电子信息产业和 市场的快速发展，推动了 DSP的广泛应用。2002年我国DSP市场的销售额为93亿元，比上年增长了 46.7%,而且还是在全球经济不景气的状况下取得的。2002年中国市场上，移动电话、数码相机等DSP产品的主要应用领域走 势良好，需求旺盛，成为推动中国DSP市场持续增长的主要因素。中国新兴的数 字消费类电子产品进入增长活跃期，市场呈现高增长态势，用户认知率和普及率 大幅度提高，而上述市场的高速增长带动了
16、 DSP市场的高速发展。此外，计算机、 通信和消费类电子产品的数字化融合也为DSP提供了进一步的发展机会。目前,在 VoIP、Internet Audio、DSL、Cable Modem 、 3G 数字相 机和马达控制等需要实时处理大量数据应用中都可见到DSP的身影。目前，中国 DSP市场的主要应用集中在移动电话领域，然而随着中国数字消费类产品需求的 大幅增长，及DSP对数字信号高速运算与同步处理能力的提高，DSP的应用领域 将逐渐从移动电话领域扩展到新型数字消费类产品领域，从而使应用领域横跨 3C整个领域，且分布将日趋均衡。DSP芯片在数字消费类产品中主要从事图像压 缩与传输等图像信号的处理，语音的编码、合成、识别及高保真等语音信号的处 理及通信信号的调制解调、加密、多路复用、扩频、纠错编码等处理。参考文献：（l）DSP技术的最新
