1.2 DSP芯片的发展

DSP芯片诞生于20世纪70年代末,经历以下3个阶段,至今已经得到了突飞猛进的发展。

第一阶段,DSP的雏形阶段(1980年前后)。1978年AMI公司生产出第一片DSP芯片S2811。1979年Intel公司发布了商用可编程DSP器件Intel2920,由于内部没有单周期的硬件乘法器,使芯片的运算速度、数据处理能力和运算精度受到了很大的限制。运算速度为单指令周期200~250ns,应用领域仅局限于军事或航空航天部门。这个时期的代表性器件有Intel2920(Intel),μPD7720(NEC),TMS320C10(TI),DSP16(AT&T),S2811(AMI),ADSP-21(AD)。

第二阶段,DSP的成熟阶段(1990年前后)。这个时期的DSP器件在硬件结构上更适合数字信号处理的要求,能进行硬件乘法、硬件FFT变换和单指令滤波处理,其单指令周期为80~100ns。例如,TI公司的TMS320C20,它是该公司的第二代DSP器件,采用了CMOS制造工艺,其存储容量和运算速度成倍提高,为语音、图像硬件处理技术的发展奠定了基础。20世纪80年代后期,以TI公司的TMS320C30为代表的第三代DSP芯片问世,伴随着运算速度的进一步提高,其应用范围逐步扩大到通信、计算机领域。这个时期的器件主要有:TI公司的TMS320C20、C30、C40、C50系列,Motorola公司的DSP5600、9600系列,AT&T公司的DSP32等。

第三阶段,DSP的完善阶段(2000年以后)。这一时期,各DSP制造商不仅使信号处理能力更加完善,而且使系统开发更加方便、程序编辑调试更加灵活、功耗进一步降低、成本不断下降,尤其是各种通用外设集成到片上,大大提高了数字信号处理能力。这一时期的DSP运算速度可达到单指令周期10ns左右,可在Windows环境下直接用C语言编程,使用方便灵活,使DSP芯片不仅在通信、计算机领域得到了广泛的应用,而且逐渐渗透到人们的日常消费领域。目前,DSP芯片的发展非常迅速。硬件方面主要是向多处理器的并行处理结构、便于外部数据交换的串行总线传输、大容量片上RAM和ROM、程序加密、增加I/O驱动能力、外围电路内装化、低功耗等方面发展。软件方面主要是综合开发平台的完善,使DSP的应用开发更加灵活方便。