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DSP自诞生以来,得到了飞速的发展,如今,DSP芯片已(yǐ)经向多元(yuán)化和(hé)专业化方向发展。但世界上 DSP芯片(piàn)市场主要由德州仪器、ADI和摩托罗拉(lā)国外垄断,其中TI独(dú)占鳌头。1982 年TI成功推出(chū)了其第一代 DSP 芯片TMS32010,由于其具有价格低(dī)廉、简单(dān)易用、功能强大等特点,所以逐渐成为目前最有影响、最为成功的 DSP系列处(chù)理器。但(dàn)近几年TI并(bìng)没(méi)有(yǒu)继续(xù)在(zài)高性能处理(lǐ)器的(de)演进,这(zhè)也给了国内发(fā)展DSP处(chù)理器的(de)机会(huì)。
国内对 DSP 方面的研(yán)究起步虽然较晚,但是(shì)发展却较快。国内的一些DSP企业已经可以媲美TI和ADI的产品了,“在实际案例下,国(guó)内的DSP处(chù)理器的效(xiào)能更高或者相当”,在第九届中国(西部)电子信(xìn)息(xī)博览会上,安徽芯纪元的许聪博士告(gào)诉记者。
国产(chǎn)DSP芯片代表 ——“魂芯”
电科博微芯纪元成立于2019年5月(yuè),脱胎于38所的集成研发中心。他(tā)们(men)按照(zhào)正向的方式研究自主可控的DSP产品(pǐn),公司代表性产品代号“魂(hún)芯”。意(yì)味“中国魂,民族芯”。
据许博士的(de)介绍(shào),“魂芯一号”是安徽芯纪元的(de)第一(yī)款32位高性能通用浮(fú)点DSP,从指令集、体(tǐ)系结构到软(ruǎn)件开(kāi)发环境完全自主设(shè)计(jì)。它(tā)的运算能力达每秒180亿次浮点操作,是ADI公司同类产品TS201性能的4倍。
“魂芯二(èr)号A”是公司的第二款自(zì)主(zhǔ)DSP产品(pǐn),相比“魂芯一号”,其处理器核、指令体系、外设接口都全面(miàn)升(shēng)级,运算(suàn)能力更是达到了每秒(miǎo)钟(zhōng)千亿次浮点(diǎn)操作,是“魂(hún)芯一号”性能的(de)6倍提(tí)升。其单核可(kě)实现1024浮点 FFT(快速傅里叶变换(huàn))运算仅需1.6微(wēi)秒,运(yùn)算效能比德州(zhōu)仪器公司(sī)TMS320C6678 高3倍。
2020年上半年,芯纪(jì)元公(gōng)司又推(tuī)出了“魂(hún)芯二号(hào)B”,许博(bó)士(shì)告诉笔者(zhě),它是一(yī)款(kuǎn)全自(zì)主(zhǔ)架构设计(jì)的32位浮点军(jun1)品级DSP,主(zhǔ)要(yào)用在弹载、对抗、SAR成像(xiàng)等。许博士说到,目前公司也在探索民用市场的应(yīng)用,而“魂芯(xīn)二号B”的低(dī)速接口是符(fú)合民用需(xū)求的,有(yǒu)一(yī)定的应用空间。
目前“魂芯三号”还在研(yán)制中,“魂芯三号”是一款(kuǎn)异(yì)构的DSP处理器,比“魂(hún)芯二号(hào)A”性能提高3倍,预(yù)计明年能问世。
综合来看,国(guó)内的DSP芯片在性能(néng)方面并不(bú)比国外(wài)差,但是(shì)许博士(shì)也直言,相比国外(wài)的(de)DSP大厂,国(guó)内企业在(zài)应用需求的调(diào)研还不够充分,应用领域也还不足。
在发展DSP芯片的同时,安徽(huī)芯纪元也将目(mù)光放在了AI芯片、MCU和一些(xiē)模拟器件上,这样的产品规(guī)划也是基于(yú)一些客户的特(tè)定需求,同时,安徽新纪元有更(gèng)大(dà)的目标,那就是打造以DSP为核心的软硬结合的系统级平台。
其中其(qí)“魂芯AI”芯片主要用来进行一些可见光、SAR成(chéng)像的图(tú)像识别(bié)、视频识别等。而(ér)“魂芯”MCU最大的特点在与(yǔ)其兼容ST的STM32系列MCU处理器,性能也与STM32F103型号产(chǎn)品(pǐn)相当。
DSP的发展(zhǎn)趋势(shì)
说到DSP的发(fā)展,就不得不谈一下它与FPGA的关系,在许博士看来,FPGA正在往前瞻的预处理和信(xìn)号(hào)处理(lǐ)去延伸,而DSP在嵌入式(shì)领域有很大优势(shì)。安徽芯纪元(yuán)也在(zài)采用DSP+CPU异构的(de)形式(shì),进行预处理延伸,他指出,这种(zhǒng)异构的形式也将是主流发展方式。后(hòu)续(xù)也将(jiāng)往定制化DSP产(chǎn)品方(fāng)向发展。
许博士指(zhǐ)出,未来DSP的发展首(shǒu)先要在(zài)内核上进行优(yōu)化,然后缩(suō)小DSP芯片尺(chǐ)寸一直是 DSP 技术的发(fā)展趋势,芯纪元(yuán)也在(zài)进行2.5D、3D、SiP等先进封装(zhuāng)的探索(suǒ)。多个DSP芯(xīn)核和外围电路(lù)单元集成在一个芯片(piàn)上也是一种发展(zhǎn)趋势。据许博士告诉记(jì)者,公(gōng)司已经开始进行“魂芯(xīn)”SIP模块的一(yī)些研究,例如(rú)其(qí)中有集成4颗DSP通道处理SiP模块。
软硬结合(hé)也是一大方(fāng)向,安徽芯纪元也为“魂芯(xīn)”系列(liè)芯(xīn)片(piàn)开发了(le)ECS(Efficient Coding Studio)的可视(shì)化集(jí)成开(kāi)发环境。此(cǐ)外,还有针(zhēn)对(duì)“魂芯”系列(liè)芯片的嵌入(rù)式实时(shí)操作系统EPOS。未(wèi)来(lái),芯纪元(yuán)公司将(jiāng)秉承“软件定(dìng)义系统装备(bèi)”的使(shǐ)命。