工業(yè)控制常用的DSP全產業(yè)鏈最全介紹

    1、DSP芯片的起源

DSP芯片，也稱數字信號處理器，是一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器，其主要應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法。其獨特之處在于它能即時處理資料，正是這項即時能力使得DSP最適合支援無法容忍任何延遲的應用。

其內部采用程序和數據分開的哈佛結構，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來快速的實現各種數字信號處理算法。現在DSP產品很多，定點DSP有200多種，浮點DSP有100多種。目前主要供應商有TI、ADI、Motorola等，其中TI占有最大的市場份額主導產品。

TI公司在1982年成功推出了其第一代DSP芯片TMS32010，這是DSP應用歷史上的一個里程碑，從此DSP芯片開始得到真正的廣泛應用。由于TMS320系列DSP芯片具有價格低廉、簡單易用、功能強大等特點，所以逐漸成為目前最有影響、最為成功的DSP系列處理器。

首個可編程DSPTMS32010將其裸片的四分之一用于乘法器，而現在的乘法器如此的小就像曾經用過的接合墊。DSP的核心理論現在也可以在嵌入式處理器世界中獲得更大的發(fā)揮價值。

從另一個角度看來，在針對特定市場的需求為信號處理器進行著優(yōu)化。與其說打造了一條DSP產品線，不如說打造了一條通信信號處理器、音頻信號處理器、視頻信號處理器、圖像信號處理器和馬達控制處理器的產品線，所有這些都能采用DSP的理論和硬件。

2、DSP技術發(fā)展趨勢

①數字信號處理器的內核結構進一步改善,多通道結構和單指令多重數據(SIMD)特大指令字組(LIM將在新的高性能處理器中將占主導地位，如Analog Devices的ADSP2116x。

②DSP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的通用處理器能很好執(zhí)行智能控制任務，但是數字信號處理功能很差。而DSP的功能正好與之相反。在許多應用中均需要同時具有智能控制和數字信號處理兩種功能，如數字蜂窩電話就需要監(jiān)測和聲音處理功能。

③DSP和高檔CPU的融合。大多數高檔GPP如Pentium和Powerpc都是SIMI指令組的超標量結構，速度很快。

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

⑤DSP芯核集成度越來越高?？s小DSP芯片尺寸一直是DSP技術的發(fā)展趨勢，當前使用較多的是基于RISC結構，隨著新工藝技術的引入，越來越多的制造商開始改進DSP芯核，并且把多個DSP芯核、MPU芯核以及外圍的電路單元集成在一個芯片上，實現了DSP系統(tǒng)級的集成電路。

⑥可編程DSP芯片將是未來主導產品。隨著個性化發(fā)展的需要，DSP的可編程化為生產廠商提供了更多靈活性，滿足廠家在同一個DSP芯片上開發(fā)出更多不同型號特征的系列產品，也使得廣大用戶對于DSP的升級換代。

⑦定點DSP占據主流。目前，市場上所銷售的DSP器件中，占據主流產品的依然是16位的定點可編程DSP器件，隨著DSP定點運算器件成本的不斷低，能耗越來越小的優(yōu)勢日漸明顯，未來定點DSP芯片仍將是市場的主角。

3、DSP芯片空間巨大

隨著中國數字消費類產品需求的大幅增長，以及DSP對數字信號高速運算與同步處理能力的提高，DSP的應用領域將逐漸從移動電話領域擴展到新型數字消費類領域，從而應用領域橫跨3C，且分布將日趨均衡。DSP芯片在智能手機中扮演重要角色。DSP芯片可以為移動電話帶來更好的語音、音頻、圖像體驗，可以極大提升手機單項功能的能力，讓手機運行速度更快。

移動寬帶需求量與DSP需求量呈正向變動?；贒SP的ADSL和HFC作為兩種最常用的寬帶接入技術。同時，基于DSP的通用系統(tǒng)可以實現無線接入點通信系統(tǒng)，具有較好的開放性，配置靈活，可擴展性強，因此移動寬帶需求量與DSP需求量呈正向變動。隨著移動寬帶的普及推廣未來DSP市場需求可期。

4、我國告別無芯時代

專項的實施極大地提升了我國集成電路產業(yè)的發(fā)展速度。2001~2016年間，我國集成電路市場規(guī)模由1260億元增加至約12000億元，占全球市場份額的將近60%，產業(yè)銷售額擴大超過23倍，由188億元擴大至4336億元。國內對DSP方面的研究起步較晚，但是發(fā)展較快。中電科14所承擔起研發(fā)DSP芯片的任務。

10年磨一劍，14所跟龍芯公司、清華大學合作開發(fā)國產DSP芯片華睿1號在2012年通過核高基專項組驗收。華睿1號成功應用于14所十多型雷達產品中，創(chuàng)造了國產多核DSP芯片產品應用的“三個之最”：雷達裝備應用型號最多、單臺套應用數量最多和總應用數量最多。

“華睿1號”代表國內DSP芯片工藝最高水平。在處理系統(tǒng)設計方面采用了DSP和CPU多核架構設計技術，實測表明，“華睿1號”的處理能力和能耗具有明顯優(yōu)勢，運行多任務實時操作系統(tǒng)十分穩(wěn)定，芯片的整體技術指標達到或優(yōu)于國際同類產品水平。華睿1號填補了我國在多核DSP領域的空白，對提高我國高端芯片的自主研發(fā)能力、提升我國電子整機裝備研制水平、保障國家信息安全等方面具有重大意義與影響。

華睿芯片魂芯1號是由中國電子集團第38所吳曼青團隊研制成功的，2012年完成測試?；晷疽惶枺˙WDSP100）是一款32位靜態(tài)超標量處理器，屬于DSP第二發(fā)展階段的產品。該芯片基于55nm制作工藝實現的，具有完全自主知識主權。

魂芯1號達到國際主流DSP芯片水平，與美國模擬器件公司（ADI）TS201芯片新能相近。TS201是ADI公司的一款主流DSP芯片，它集成了定點和浮點計算功能的高速DSP。該處理器廣泛應用于視頻、通信市場和國防軍事裝備中，適合于大數據量實時處理的應用領域。

結尾：

數字信號處理器以其功能強、速度快、接口簡單、穩(wěn)定性好、編程和開發(fā)方便精度高的特點成為信號處理系統(tǒng)開發(fā)的主流器件，在通信、語言、圖像、生物醫(yī)學、工業(yè)控制、儀器儀表等許多領域得到了日益廣泛的應用。隨著數字信號處理新技術及微電子技術的不斷發(fā)展，DSP的處理速度將會不斷提高，應用范圍將更加廣泛，必將為數字化事業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎。

在這個信息化的時代，DSP應用在通訊領域、數字影音的產品將越來越普及，使得相關市場需求越來越大，未來DSP市場競爭將越趨激烈。相信在未來的時間里DSP技術一定會被更加重視及關注，會為科技的進步帶來很大發(fā)展。