中國(guó)DSP芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析 可編程DSP芯片將是未來(lái)主導(dǎo)產(chǎn)品

• 袁靜美 2023年9月14日 來(lái)源：中研網(wǎng) 1085 69
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中國(guó)DSP芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

DSP芯片應(yīng)用場(chǎng)景：

1、數(shù)字通訊

圖像及語(yǔ)音信號(hào)產(chǎn)生的信息量巨大，而隨著無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸量日益增大，使用CPU處理數(shù)據(jù)不能滿足需求，需要使用專門的數(shù)字信號(hào)處理器即DSP，才能實(shí)現(xiàn)快速編解碼。

2、視頻監(jiān)控及視頻電視

現(xiàn)在視頻監(jiān)控及電視分布越來(lái)越廣泛、清晰度日益增高，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量日益增大，需要對(duì)獲取的信息量進(jìn)行快速分析和處理。

3、機(jī)器控制、無(wú)人駕駛及無(wú)人機(jī)

面向數(shù)字控制、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域是DSP芯片一個(gè)重要領(lǐng)域，如磁盤驅(qū)動(dòng)控制、引擎控制、馬達(dá)控制、電力系統(tǒng)控制、數(shù)控機(jī)床控制、打印機(jī)噴繪機(jī)控制。工業(yè)機(jī)器人在工作中需要處理大量的數(shù)據(jù)，隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用日益廣泛和普及，DSP芯片在這方面的應(yīng)用越來(lái)越多，重要性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)得到體現(xiàn)。

4、儀器儀表

現(xiàn)在的儀器儀表越來(lái)越智能，處理精度和速度要求越來(lái)越高，需要處理的數(shù)據(jù)也越來(lái)越大，因此高精度儀器儀表是DSP芯片的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。

5、醫(yī)療生物領(lǐng)域

DSP芯片是一種特殊優(yōu)化的數(shù)字信號(hào)芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和同步數(shù)據(jù)分析，非常符合醫(yī)療領(lǐng)域的特點(diǎn)，如心電采集，超聲設(shè)備領(lǐng)域、X光及CT設(shè)備數(shù)據(jù)處理，由于其并行處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域也將大有可為。

6、軍事國(guó)防領(lǐng)域

由于戰(zhàn)場(chǎng)雷達(dá)信號(hào)、紅外信號(hào)、視頻、圖像及語(yǔ)音數(shù)據(jù)多種數(shù)據(jù)需要處理、加密抗干擾互相通訊等多種需求，數(shù)據(jù)處理量巨大，需要組建高速動(dòng)態(tài)專設(shè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，如美軍用現(xiàn)用LINK數(shù)據(jù)鏈及最新型的TTNT技術(shù)，高性能專用DSP芯片必不可少。

國(guó)內(nèi)外DSP芯片市場(chǎng)：

目前，DSP芯片制造商主要有3家：德州儀器、ADI和摩托羅拉公司，其中TI公司獨(dú)占鰲頭，占據(jù)絕大部分的國(guó)際市場(chǎng)份額，ADI和摩托羅拉公司也有一定市場(chǎng)。

德州儀器公司是DSP業(yè)界公認(rèn)的龍頭老大，公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，由于TMS320系列DSP芯片具有價(jià)格低廉、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，所以逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP系列處理器。

TI公司的DSP產(chǎn)品主要應(yīng)用范圍在機(jī)器視覺(jué)、航空電子和國(guó)防、尺寸、重量和功耗(SWAP)、音頻、視頻編碼/解碼與生物識(shí)別領(lǐng)域。

ADI產(chǎn)品主要包括ADSP-21xx、SigmaDSP音頻處理器、電視用SigmaDSP處理器、通用DSP產(chǎn)品Blackfin，以及SHARC系列浮點(diǎn)DSP。目前，ADI公司有六款主打產(chǎn)品，分別應(yīng)用在語(yǔ)音處理、圖像處理、過(guò)程控制、測(cè)控與測(cè)量等領(lǐng)域。

摩托羅拉公司也是全球較大的DSP芯片生產(chǎn)商，其產(chǎn)品包括定點(diǎn)的和浮點(diǎn)的，專用的和通用的，16位和24位以及32位。DSP芯片主要應(yīng)用于語(yǔ)音處理、通信、數(shù)字相機(jī)、多媒體、控制等領(lǐng)域。主打產(chǎn)品有DSP56000系列、DSP56800系列、DSP56800E系列、MSC8100系列、DSP56300系列等。

國(guó)內(nèi)對(duì)DSP方面的研究起步較晚，但是發(fā)展較快。中電科14所承擔(dān)起研發(fā)DSP芯片的任務(wù)。10年磨一劍，14所跟龍芯公司、清華大學(xué)合作開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)DSP芯片華睿1號(hào)在2012年通過(guò)核高基專項(xiàng)組驗(yàn)收。

中國(guó)電科14所及子公司北京國(guó)睿中數(shù)科技股份有限公司、清華大學(xué)、龍芯中科聯(lián)合在2009年8月完成“華睿1號(hào)”芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2009年12月完成芯片的物理設(shè)計(jì)，2010年1月進(jìn)行芯片流片，2010年6月完成芯片的封裝及成測(cè)，于2010年12月正式發(fā)布。在研發(fā)過(guò)程中，選擇了基于龍芯3號(hào)通用處理器的架構(gòu)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用提取和增加了一些專用指令和運(yùn)算單元的方式開(kāi)發(fā)華睿1號(hào)DSP芯片。

“華睿1號(hào)”是國(guó)內(nèi)首款具有國(guó)際先進(jìn)水平的高端DSP，芯片集成了4個(gè)高性能DSP處理器核，支持32/64位浮點(diǎn)運(yùn)算和8/16/32/64位定點(diǎn)運(yùn)算，具有4MB分布式共享二級(jí)Cache，以及2個(gè)64位帶ECC的DDR2/3內(nèi)存控制器，采用65nmCMOS工藝，工作主頻為550MHz，處理能力32GFMACS，功耗為10W采用了先進(jìn)的65nmCMO工藝和多核架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并創(chuàng)新性地融合了DSP和CPU設(shè)計(jì)技術(shù)，填補(bǔ)了我國(guó)多核DSP領(lǐng)域的空白。

“華睿2號(hào)”是國(guó)家“十二五”核高基重大專項(xiàng)高端芯片項(xiàng)目，“華睿2號(hào)”是在實(shí)現(xiàn)華睿1號(hào)基本功能的前提下，進(jìn)一步改進(jìn)了專用指令和向量運(yùn)算單元，同時(shí)加入了可重構(gòu)的運(yùn)算核，更高效地面向?qū)Ｓ妙I(lǐng)域的計(jì)算，在通用的基礎(chǔ)上更偏向?qū)ＭńY(jié)合?！叭A睿2號(hào)”DSP的處理能力達(dá)每秒四千億次運(yùn)算水平。華睿2號(hào)DSP為八核異構(gòu)架構(gòu)，采用了超標(biāo)量結(jié)構(gòu)、SIMD向量處理、可重構(gòu)加速處理等技術(shù)。

下一步，中國(guó)電科十四所計(jì)劃將在“華睿3號(hào)”上采用更為先進(jìn)的制造工藝，進(jìn)一步提高主頻，目前規(guī)劃是2G以上，以提高通用性能。在專用性能方面采用流處理器方式，提高專用計(jì)算的性能，同時(shí)降低功耗。

DSP芯片在民用信息領(lǐng)域市場(chǎng)空間巨大。DSP芯片支持通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的數(shù)字化融合。

目前，進(jìn)芯電子已具備年產(chǎn)DSP芯片500萬(wàn)顆以上的能力，成為華為、美的、格力、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、長(zhǎng)城電源等行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴。

湖南進(jìn)芯電子科技有限公司是專業(yè)從事數(shù)字信號(hào)處理器芯片(DSP)及嵌入式解決方案研發(fā)的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。公司已成功研制并量產(chǎn)出了以ADP32、AVP32、ADP16為代表的32位定點(diǎn)運(yùn)算、32位浮點(diǎn)運(yùn)算及16位定點(diǎn)運(yùn)算數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品系列。

DSP 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：

1、數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，多通道結(jié)構(gòu)和單指令多重?cái)?shù)據(jù)(SIMD)特大指令字組(LIM將在新的高性能處理器中將占主導(dǎo)地位，如AnalogDevices的ADSP2116x。

2、DSP和微處理器的融合。微處理器是低成本的，主要執(zhí)行智能定向控制任務(wù)的通用處理器能很好執(zhí)行智能控制任務(wù)，但是數(shù)字信號(hào)處理功能很差。而DSP的功能正好與之相反。在許多應(yīng)用中均需要同時(shí)具有智能控制和數(shù)字信號(hào)處理兩種功能，如數(shù)字蜂窩電話就需要監(jiān)測(cè)和聲音處理功能。

3、DSP和高檔CPU的融合。大多數(shù)高檔GPP如Pentium和Powerpc都是SIMI指令組的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)，速度很快。

4、DSP和SO的融合。SOC(System-On-Chip)是指把一個(gè)系統(tǒng)集成在一塊芯片上，這個(gè)系統(tǒng)包括DSP和系統(tǒng)接口軟件等。

5、DSP芯核集成度越來(lái)越高?？s小DSP芯片尺寸一直是DSP技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前使用較多的是基于RISC結(jié)構(gòu)，隨著新工藝技術(shù)的引入，越來(lái)越多的制造商開(kāi)始改進(jìn)DSP芯核，并且把多個(gè)DSP芯核、MPU芯核以及外圍的電路單元集成在一個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)了DSP系統(tǒng)級(jí)的集成電路。

6、可編程DSP芯片將是未來(lái)主導(dǎo)產(chǎn)品。隨著個(gè)性化發(fā)展的需要，DSP的可編程化為生產(chǎn)廠商提供了更多靈活性，滿足廠家在同一個(gè)DSP芯片上開(kāi)發(fā)出更多不同型號(hào)特征的系列產(chǎn)品，也使得廣大用戶對(duì)于DSP的升級(jí)換代。

7、定點(diǎn)DSP占據(jù)主流。目前，市場(chǎng)上所銷售的DSP器件中，占據(jù)主流產(chǎn)品的依然是16位的定點(diǎn)可編程DSP器件，隨著DSP定點(diǎn)運(yùn)算器件成本的不斷低，能耗越來(lái)越小的優(yōu)勢(shì)日漸明顯，未來(lái)定點(diǎn)DSP芯片仍將是市場(chǎng)的主角。

欲了解更多行業(yè)的未來(lái)發(fā)展前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2023-2028年中國(guó)DSP芯片行業(yè)發(fā)展前景及投資戰(zhàn)略分析報(bào)告》。

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  2023-2028年中國(guó)DSP芯片行業(yè)市場(chǎng)前瞻與未來(lái)投資戰(zhàn)略分析報(bào)告

  DSP即數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，DSP芯片即指能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的芯片。DSP芯片是一種快速?gòu)?qiáng)大的微處理器，獨(dú)特之處在于它能即時(shí)處理資料。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門...

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