账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
鸟瞰通讯领域下之DSP前景
 

【作者: 陳瑩欣】2002年08月05日 星期一

浏览人次:【4725】

缘起

后PC时代,低价计算机现象开始冲击各PC及其相关组件的制造商,但是对于在曾经以调制解调器与硬盘机为大宗应用的数字信号处理器(DSP)而言,整体市场状况却没有应声倒地,反而在技术上不断往前推衍。及至今年景气较为复苏的环境下,各DSP厂商之间的明争暗斗也逐渐浮上台面。值得一提的是,虽然PC仍然是DSP的应用主力之一,市场却也发现了另一个更具竞争性的舞台──通讯领域,而这同时也是后PC时代DSP市场仍然看好的重要原因之一。


先天优势

由于DSP在数字讯号上的强力优势,促使许多涉及数字化功能的产品都与其结缘,而该产品在讯号处理上的技术精进,应用面也移往通讯领域。(图一)显示出DSP为音频、视讯市场带来更大的运用空间。



《图一 DSP价值分析〈数据源:Source:德州仪器;TI〉》
《图一 DSP价值分析〈数据源:Source:德州仪器;TI〉》

(表一)为各时期的DSP发展状况,并简述了每一世代的几件大事,不难发现除了目前几大供货商TI、Motorola、ADI、Agere、以及Intel等厂商动作之外,其实专注于DSP芯片制造的厂商也不少;随着制程技术与时代并进,市场热闹非凡。DSP应用范围相当广泛,包括PC、视频和多媒体、音频、汽车控制及保安等领域,但是促使其发展的主要动力仍是通讯。整体说来,DSP在通讯领域能够稳步起飞,主要原因有下列三点:


  • 1. 无线通信大厂协同发展:由前文已知,TI、Agere、Motorola等厂商均对DSP产品着力颇深,同时这些大厂均对通讯市场的发展深具信心,在相互竞争之下也间接带动了市场潮流;


  • 2.高速处理数据需求渐兴:自数字化市场打开之后,高速运算需求便不断增加,而SoC的带动更掀起数字与模拟之间相互转换的整合风潮,市场带动之下再度提升数据数据处理的需求,以手机为例,由于该产品对影音传输接收的需求日益加深,间接为DSP的发展铺路;


  • 3.同步控制器重兵:虽然CPU、MCU等产品也能达到同步控制的要求,但是不论在影像、语音的编/译码处理,或成本与上市时程的考虑上,都仍有DSP专美的空间;



表一 各时期DSP发展历程
时期 特色 大事纪
第一代 (1978~1983) 尚欠缺平行处理( Parallelism ) 能力,完成一个加乘运算,至少要两步处理循环(process cycle ),芯片内含记忆容量小,必须外接昂贵的记忆芯片方可从事各式应用,此时期多在理论运算阶段。 ‧1978年AMI(American Microsystem Inc.)公司将 DSP 技术IC化后为里程碑;
‧来年贝尔实验室推出首颗整合型DSP;
第二代(1983~1986) 已拥有乘加器(Multiplier Accumulator)与DMA(Direct memory Access)设计,并且增添串行通讯端口(Serial communication Port )、定时器( Timer)和中断(Interrupt)能力等,以强化 DSP 在系统产品的控制功能。 ‧1982年TI推出首颗定点式DSP;
‧1984年贝尔实验室推出首颗32位定点式DSP;
‧1986年Motorola宣布首颗24位可程序DSP;
第三代(1986~1990) 对于重组性的内存(Reconfigurable Memory)有了突破性的设计,并且经由 On-Chip 的弹性设计,使得程序的处理和数据的运算更有效率。这个世代中虽然渐有百家争鸣的意味,但是TI扎根校园、国防工业的做法已开始让该公司在DSP领域中成为第一大厂。 ‧TI产品成为校园教材;
‧32位Floating Point DSP分别被 Texas Instruments、AT&T Microelectronics、Zoran 等公司开发出做为执行实时( real-time )图像处理的新产品。
第四代(1990~1994) 进入后PC时代前期,DSP开始寻找新市场生机,仰仗讯号处理之特性,开始将应用范围锁定于网络通讯产品中,初期以WLAN、调制解调器等最为人所知,同时也在IC加工时大量微细化处理的推波助澜下,DSP 的乘加指令周期持续提高,内含的功能电路亦越形复杂。 ‧ADI 和 Motorola 皆强调其新推出的新芯片含 codec ( coder-decoder)电路;
‧内含内存的组成更形多元化, 如闪存( Flash Memory )、DRAM和 OTP 皆是可供设计 DSP 产品选择;
第五代(1994~2000) TI市占率渐增,各家平台陆续推出,不过2000年市场景气反转,各项研发消息较为低调。市场策略联盟纵效展开,即使遇到2001年全球不景气,但是DSP的研发技术亦不断向前迈进;在此同时,可程序化逻辑组件如FPGA、PLD等亦在通讯领域争食。 ‧TI以DSP为核心发表OMAP平台;
‧1999年Agere、Motorla策略联盟;
‧2000年Intel与ADI结盟,来年推出Blackfin架构
‧2002年6月,Agere、Motorla与Infineon合资StarCore DSP研发中心;
数据源:Source:各公司、陈莹欣整理

各大供货商变化

事实上,除了TI之外,每家DSP大厂都有相当深厚的历史背景与研发资源,并在市场上有一定的占有率(图二),例如Infineon(原名亿恒科技,七月起改名为英飞凌)就是自通讯大厂西门子独立出来之公司;而拥有贝尔实验室资源的Agere System,则是将朗讯(Luccent)时期扎下的基业发挥到极致等,在在显示了其立足市场的实力;下文将介绍各大供货商之市场策略:


《图二 DSP市占率分析〈数据源:Source:德州仪器〉》
《图二 DSP市占率分析〈数据源:Source:德州仪器〉》

市场龙头TI-营销研发并进

1985年到1986年间,TI分割出原本拥有与国防工业领域相关的部门,将其发展定位聚焦于通讯用DSP及其外围演算产品,由于定位明确,使该公司的营收斐然;之后TI又采用了并购策略,先后合并了Burr-Brown、Unitrode等Analog厂商,搭配以DSP为核心整合而成的Analog技术,旋即展开营销,当布局成熟时,也同时导出系统化架构的解决方案,使其成为新核心价值,因此顺利切入市场。组织架构遂发展为以DSP为核心整合而成的Analog技术、营销运作,不但取得DSP产业的「龙头」地位,更成为DSP市场的重要推手之一。


「TI是最早研发DSP产品的厂商,1982年时还没有其他强大的竞争者,再加上它在通讯或消费性电子产品领域的应用广泛,因此被我们视为最具核心技术也是最有价值的地方,」TI台湾区半导体营销总经理林信宏指出,由于DSP本身仅在制程中专司演算处理一类的工作,故需发展其外围的Analog产品配合,使TI的模拟研发提升。


推广深入校园

除了技术整合有利于营销之外,普及化也同时成为考验DSP市场的重要因素,这方面TI采取了深入校园的策略,使设计工程师在学期间就接触到DSP相关产品。林信宏表示,该公司的「校园科技奖」,除了为台湾DSP产业奠基之外,也间接加深TI在台湾的影响力,他指出,「在1998、1999年间台湾手机市场急遽发展,需新血加入时,大部份的学术界、产业界人才为了能立即上手,多半运用在学期间TI所供给的相关资源,市场反应热络,成果相当出乎意料。」


开发潜在市场

虽然有历史优势,但也必须对整体产业有足够的规划,才能站稳脚跟,TI亚洲区市场开发经理李松青指出,手机、调制解调器、xDSL都是带动DSP发展的重要产品;目前DSP通讯领域的最大应用主要还是在无线通信上。


「TI为DSP分出五大产品线,包括了无线通信领域、Storage、影像音频、调制解调器与其他潜在客户。」李松青说明,现实生活环境皆是模拟\数字产品,在完整的解决方案之下,DSP可以挥洒的空间相当大。


李松青进一步指出,「目前TI除了针对既有的大宗应用做服务之外,也积极寻找潜在客户,让DSP市场更加普及。」他强调,像电话会议、免持听筒、Web网络监视系统与数字广播等应用领域都是TI目前努力追踪的地方。


过去TI即以OMAP(Open Multimedia Application Platform)为通讯产品提供解决方案,李松青兴奋地说:「今年八月,TI将扩大支持面向,链接约600家厂商提供新的DSP平台,为市场加温。」


「整合为DSP技术发展的自然现象。」李松青指出,发明仅只是开端,如何持续发展才是业界必须思考的地方,「TI目前对DSP产品着力于快速、低耗电量两大面向努力。」他以DSP在xDSL上的应用为例,说明发展DSP除了芯片本身的性能之外,还包含与MPEG4或与DSP互补的厂商进行3rd Party合作,「芯片设计必须注意整体架构中的软/硬件配套措施,其中包括了标准化与IP Reuse的考虑,因此TI发展了DSP平台架构,因应需求多变的DSP市场。」


资源共享模式

TI从各面向推动DSP的策略,单一竞争者无法顺利赶过;近几年其竞争者纷纷采取策略联盟的方式互通有无,藉此与TI一争高下。包括Intel与ADI、Motorola与Agere,以及今年六月间Motorola、Agere与Infineon共同合资开发的StarCore,市场合纵连横政策不断地发生,应运而生的各项架构,活化了整个DSP市场。


Agere、Motorola与Infineon

早在1999年,Agere与Motorola就已宣布合作,双方互享Motorola的M‧Core、DSP56800与Agere在DSP1600的技术优势,包含着其中贝尔实验室技术资源、DSP架构授权等,针对不同需求的产品建立一条完整的解决方案,为下一代DSP做准备。


专攻语音DSP芯片的Motorola与Agere均认为,下一代DSP的发展将要应付许多变化,包括网络加速应用、全球手机市场、进阶家用教育系统、手机、手持式产品,以及影音电话等,种种因素迫使DSP必须往前迈进;尔后,Infineon于六月间再加入其中,三方合资成立了StarCore中心,IP交流的模式俨然成形。


新合资企业将开发并收取DSP技术的执照费,它不会生产这种芯片,但将向芯片制造商收取技术使用费用。StarCore执行长兰特区同时也发表书面声明说,该公司的中心目标是透过开放执照,使世界级的DSP核心技术更为普及。


Intel与ADI

2000年,Intel与ADI宣布策略联盟,并于2001年推出DSP架构──Blackfin,集合DSP与微控制器(MCU)功能于一体,将其应用于无线通信与各式的行动化电子产品上,并专攻影像为主的因特网应用产品,例如影像电话、游戏设备、上网终端机、智能型手持式装置等。除了间接宣示Intel跨入DSP市场之外,也被外界认为在DSP领域中位居第二位的ADI 将会威胁TI。


「ADI很快就与英特尔共同发展的成果应用到新产品中,并用它来支持需要高工作效能及低耗电特性的应用系统。」ADI公司DSP与系统产品部门副总裁暨总经理Brian McAloon表示,「Blackfin的架构提供了一个基础,让厂商能利用ADI的通用或特殊应用DSP组件,发展出新一代的解决方案。因特网正将信号处理技术带入一个新世纪,它将会支持无线通信、宽带连接、图像处理、仪表量测与控制应用。」


设计语法更迭

摩尔定律显示,DSP的处理能力将随着每一代产品的发展而不断提高,DSP所需的复杂软件工具也相对面临极大的挑战,过去DSP所采用的编译程序渐渐无法负荷新一代DSP的市场要求,新兴的周边配套措施于是成形。


高阶语法推波助澜

「DSP进展相当快,C语言或汇编语言成为主流应用仅五年的时间,现在已经无法满足市场需求。」钛思科技总经理申强华说明,DSP的设计工具必须能广泛支持各应用面,并且能配合各种不同体系的平台环境及设计需求;「目前的设计瓶颈在于无法克服复杂、多功能导向,以及带宽需求量大的问题上,而Time to Market也是各厂竞争力的来源之一,为此必须重新DSP设计语法。」


申强华指出,传统的设计方式需要至少6个月的时间才能上市,若是在仿真、量产时产生不兼容的问题,容易错过上市时机;为此,钛思采取「直接与供货商接轨」的方式,与TI以3rd Party的关系进行补强。「直接接轨的好处在于可以了解终端用户的需求,随机应变。」另外,透过数据库函数与寻找更多第三方,也是简易DSP人机设计接口的方式之一。


「过去钛思曾与Motorola、ADI等厂商进行合作,ADI在美国与TI平起平坐。」申强华分析,「现今亚洲市场仍以TI的市占有率较高,其市场整合性、产品完整度都值得信赖,因此我们目前仅与TI有合作。」他进一步指出,未来DSP在通讯领域上第一大的挑战就是设计复杂化,包括手机、Mini Note、WLAN与Smart Phone都会是验证DSP技术终端应用产品。


结语

各大厂汲汲营营地想要问鼎DSP龙头宝座,无形中带动技术研发向上迈进,不过策略联盟并非没有顾忌。在共同开发的环境下,还有既有品牌成形难以打破、组织文化兼容性不高的问题。虽然共同交流IP但分别制造芯片销售的做法可以加速设计流程,但是否会造成销售市场重迭与设计重心无法统整等问题,也值得注意。


另一方面,虽然DSP努力在通讯领域中求得发展,甚至以「多功能」的态势取代其它组件,不过正应验了「螳螂捕蝉,黄雀在后」的箴言,一些可程序化的逻辑组件如PLD、FPGA等产品也挟其优势与之竞争。厂商必须进一步思考,如何增加设计工程师对DSP产品的熟稔度,获得客户的青睐,以及如何跨出这些产品之间的灰色地带,拥有更高的竞争力。


相关文章
低 IQ技术无需牺牲系统性能即可延长电池续航力
以霍尔效应电流感测器简化高电压感测
以固态继电器简化高电压应用中的绝缘监控设计
具备超载保护USB 供电ISM无线通讯
以GMSL取代GigE Vision的相机应用方案
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 英飞凌功率半导体为麦田能源提升储能应用效能
» TI创新车用解决方案 加速实现智慧行车的安全未来
» AMD扩展商用AI PC产品阵容 为专业行动与桌上型系统??注效能
» 英飞凌首度赢得全球汽车MCU市场最大份额
» 豪威集团汽车影像感测器相容於高通Snapdragon Digital Chassis


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK84KE2NBICSTACUKS
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw