中國DSP芯片行業(yè)發(fā)展趨勢分析 可編程DSP芯片將是未來主導產品

• 袁靜美 2023年9月14日 來源：中研網 1085 69
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中國DSP芯片行業(yè)發(fā)展趨勢分析

DSP芯片應用場景：

1、數字通訊

圖像及語音信號產生的信息量巨大，而隨著無線通訊網絡的發(fā)展，數據傳輸量日益增大，使用CPU處理數據不能滿足需求，需要使用專門的數字信號處理器即DSP，才能實現快速編解碼。

2、視頻監(jiān)控及視頻電視

現在視頻監(jiān)控及電視分布越來越廣泛、清晰度日益增高，產生的數據量日益增大，需要對獲取的信息量進行快速分析和處理。

3、機器控制、無人駕駛及無人機

面向數字控制、運動控制領域是DSP芯片一個重要領域，如磁盤驅動控制、引擎控制、馬達控制、電力系統控制、數控機床控制、打印機噴繪機控制。工業(yè)機器人在工作中需要處理大量的數據，隨著工業(yè)機器人的應用日益廣泛和普及，DSP芯片在這方面的應用越來越多，重要性和經濟性都會得到體現。

4、儀器儀表

現在的儀器儀表越來越智能，處理精度和速度要求越來越高，需要處理的數據也越來越大，因此高精度儀器儀表是DSP芯片的一個重要應用場景。

5、醫(yī)療生物領域

DSP芯片是一種特殊優(yōu)化的數字信號芯片，能夠實現實時數據采集和同步數據分析，非常符合醫(yī)療領域的特點，如心電采集，超聲設備領域、X光及CT設備數據處理，由于其并行處理數據的特點，在神經科學領域也將大有可為。

6、軍事國防領域

由于戰(zhàn)場雷達信號、紅外信號、視頻、圖像及語音數據多種數據需要處理、加密抗干擾互相通訊等多種需求，數據處理量巨大，需要組建高速動態(tài)專設網絡平臺，如美軍用現用LINK數據鏈及最新型的TTNT技術，高性能專用DSP芯片必不可少。

國內外DSP芯片市場：

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公司獨占鰲頭，占據絕大部分的國際市場份額，ADI和摩托羅拉公司也有一定市場。

德州儀器公司是DSP業(yè)界公認的龍頭老大，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。

TI公司的DSP產品主要應用范圍在機器視覺、航空電子和國防、尺寸、重量和功耗(SWAP)、音頻、視頻編碼/解碼與生物識別領域。

ADI產品主要包括ADSP-21xx、SigmaDSP音頻處理器、電視用SigmaDSP處理器、通用DSP產品Blackfin，以及SHARC系列浮點DSP。目前，ADI公司有六款主打產品，分別應用在語音處理、圖像處理、過程控制、測控與測量等領域。

摩托羅拉公司也是全球較大的DSP芯片生產商，其產品包括定點的和浮點的，專用的和通用的，16位和24位以及32位。DSP芯片主要應用于語音處理、通信、數字相機、多媒體、控制等領域。主打產品有DSP56000系列、DSP56800系列、DSP56800E系列、MSC8100系列、DSP56300系列等。

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。

中國電科14所及子公司北京國睿中數科技股份有限公司、清華大學、龍芯中科聯合在2009年8月完成“華睿1號”芯片的系統設計，2009年12月完成芯片的物理設計，2010年1月進行芯片流片，2010年6月完成芯片的封裝及成測，于2010年12月正式發(fā)布。在研發(fā)過程中，選擇了基于龍芯3號通用處理器的架構，結合實際應用提取和增加了一些專用指令和運算單元的方式開發(fā)華睿1號DSP芯片。

“華睿1號”是國內首款具有國際先進水平的高端DSP，芯片集成了4個高性能DSP處理器核，支持32/64位浮點運算和8/16/32/64位定點運算，具有4MB分布式共享二級Cache，以及2個64位帶ECC的DDR2/3內存控制器，采用65nmCMOS工藝，工作主頻為550MHz，處理能力32GFMACS，功耗為10W采用了先進的65nmCMO工藝和多核架構實現，并創(chuàng)新性地融合了DSP和CPU設計技術，填補了我國多核DSP領域的空白。

“華睿2號”是國家“十二五”核高基重大專項高端芯片項目，“華睿2號”是在實現華睿1號基本功能的前提下，進一步改進了專用指令和向量運算單元，同時加入了可重構的運算核，更高效地面向專用領域的計算，在通用的基礎上更偏向專通結合。“華睿2號”DSP的處理能力達每秒四千億次運算水平。華睿2號DSP為八核異構架構，采用了超標量結構、SIMD向量處理、可重構加速處理等技術。

下一步，中國電科十四所計劃將在“華睿3號”上采用更為先進的制造工藝，進一步提高主頻，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，提高專用計算的性能，同時降低功耗。

DSP芯片在民用信息領域市場空間巨大。DSP芯片支持通信、計算機和消費類電子產品的數字化融合。

目前，進芯電子已具備年產DSP芯片500萬顆以上的能力，成為華為、美的、格力、華中數控、廣州數控、長城電源等行業(yè)標桿企業(yè)的戰(zhàn)略合作伙伴。

湖南進芯電子科技有限公司是專業(yè)從事數字信號處理器芯片(DSP)及嵌入式解決方案研發(fā)的集成電路設計企業(yè)。公司已成功研制并量產出了以ADP32、AVP32、ADP16為代表的32位定點運算、32位浮點運算及16位定點運算數字信號處理器產品系列。

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。

3、DSP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。

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

5、DSP芯核集成度越來越高。縮小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。

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

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