中國DSP芯片行業發展趨勢分析 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芯片行業發展趨勢分析

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、視頻監控及視頻電視

現在視頻監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。工業機器人在工作中需要處理大量的數據，隨著工業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、醫療生物領域

DSP芯片是一種特殊優化的數字信號芯片，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，但是發展較快。中電科14所承擔起研發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月正式發布。在研發過程中，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、長城電源等行業標桿企業的戰略合作伙伴。

湖南進芯電子科技有限公司是專業從事數字信號處理器芯片(DSP)及嵌入式解決方案研發的集成電路設計企業。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，主要執行智能定向控制任務的通用處理器能很好執行智能控制任務，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。

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

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