le="display: block;">DSP內(nèi)核提供商CEVA不久前在IIC-China 2006上海站發(fā)表的一項(xiàng)言論引來(lái)可授權(quán)IP技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商的置疑。CEVA最新上任的亞太區(qū)副總裁Gweltaz Toquet在形容DSP核的性能時(shí)曾經(jīng)表示:“如果把ARM內(nèi)核比作是SUV的話,那么DSP核就是一部跑車?！贬槍?duì)上述觀點(diǎn),ARM公司中國(guó)區(qū)總裁譚軍近日指出,真正的“跑車”不應(yīng)該是通用DSP內(nèi)核,而是該公司在兩年前已推出的可配置DSP內(nèi)核技術(shù)。
回顧手機(jī)電路的發(fā)展歷程,我們不難發(fā)現(xiàn),CPU與DSP兩種技術(shù)向來(lái)都是并肩共存的。最初,人們將不同的CPU和DSP的芯片放在一塊電路板上來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)處理。后來(lái),在制造工藝的幫助下,技術(shù)人員發(fā)明了集成度較高的SoC芯片,它將CPU和DSP集成在一起形成了面積更小的芯片,電路也因此開(kāi)始變得精簡(jiǎn)起來(lái)。然而隨著技術(shù)的發(fā)展,問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn):為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各種音頻(WMA/MP3)、視頻(MPEG-2/4、、VC-1)以及無(wú)線連接(藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBbee、UMTS等)標(biāo)準(zhǔn)的支持,軟件復(fù)雜度被迅速拉高,同時(shí),電源管理也正在向軟件實(shí)現(xiàn)來(lái)轉(zhuǎn)移,這還不包括正在被提上議事日程的DRM。
圖: OptimoDE數(shù)據(jù)引擎可以根據(jù)算法對(duì)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。
為了減少對(duì)軟件編程的依賴程度,技術(shù)人員開(kāi)始考慮使用ASIC來(lái)代替SoC芯片中DSP或CPU區(qū)塊電路,具有CPU部分特性的DSP宣布誕生,而將DSP功能收入囊中的CPU也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。CPU和DSP由分工開(kāi)始走向融合。“這是微處理器市場(chǎng)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)?！弊T軍指出,“從這個(gè)意義上講,很難評(píng)價(jià)CPU內(nèi)核和DSP內(nèi)核孰優(yōu)孰劣?！?
譚軍表示,事實(shí)上CPU和DSP技術(shù)各有千秋?！耙远嗝襟w設(shè)備為例,如果選擇DSP方案,就必須支持各種各樣的音視頻標(biāo)準(zhǔn)。然而問(wèn)題是,不同標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)DSP的要求卻不盡相同?！彼f(shuō),“因此,標(biāo)準(zhǔn)DSP內(nèi)核已經(jīng)無(wú)法滿足軟件復(fù)雜度不斷提高的需求。”他指出,在最樂(lè)觀的情況下,人們也只能利用標(biāo)準(zhǔn)DSP內(nèi)核20%的能力。“很顯然,說(shuō)DSP內(nèi)核是跑車,這本身就是錯(cuò)誤的?！彼麖?qiáng)調(diào)。
重提OptimoDE
讓我們來(lái)重新看看微處理器市場(chǎng)的三個(gè)主要技術(shù)吧(ASIC、DSP以及CPU)。譚軍認(rèn)為,ASIC電路功耗小,占位面積小,缺乏靈活性并且預(yù)付成本高昂；而與之相對(duì)應(yīng)的CPU,靈活性和成本都不成問(wèn)題,不過(guò),由于所有功能都需要借助軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),因此隨著設(shè)備所需功能的不斷豐富,這種技術(shù)在日益上升的功耗問(wèn)題面前漸顯乏力；相比之下,DSP技術(shù)兼顧了CPU靈活性和ASIC電路低功耗的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)很顯然,兩種優(yōu)勢(shì)都打了折扣。
為了更好地兼顧靈活性、功耗以及價(jià)格問(wèn)題,系統(tǒng)廠商們開(kāi)始轉(zhuǎn)向新興的可配置CPU技術(shù)。不過(guò)這種樂(lè)觀情緒并沒(méi)有持續(xù)多久,研究人員很快就發(fā)現(xiàn)他們又一次走向了死胡同:被配置后的每一款CPU都需要重新編寫編譯器和調(diào)試器?！八械墓ぞ叨疾辉偌嫒?這和使用標(biāo)準(zhǔn)CPU內(nèi)核時(shí)完全不同?！弊T軍指出,“造成的結(jié)果是,只有少數(shù)幾個(gè)大的系統(tǒng)廠商有能力采用這種技術(shù)。同時(shí),開(kāi)發(fā)周期也被拉長(zhǎng)。這對(duì)消費(fèi)類電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō),無(wú)疑是不合適的?！?
不過(guò),電子工程師們很快就找到了新的方向。Tensilica和ARC公司先后推出了可配置的DSP技術(shù),盡管是以標(biāo)準(zhǔn)CPU內(nèi)核業(yè)務(wù)為主,但后來(lái)卻被證明是通往成功之路的典型代表。而可授權(quán)微處理器市場(chǎng)的頭號(hào)廠商ARM公司也成為這兩家小型公司的跟隨者:2003年,ARM公司宣布對(duì)飛利浦半導(dǎo)體旗下的Adelante Technologies N.V. 進(jìn)行收購(gòu),并同時(shí)推出了一款名為OptimoDE的可配置體系結(jié)構(gòu)和工具集。
“可配置CPU造成了工具的不連續(xù),但可配置DSP技術(shù)已經(jīng)克服了這個(gè)問(wèn)題?！弊T軍介紹說(shuō),“以O(shè)ptimoDE為例,在得到自定義的DSP(RTL格式)后,工程師還將同時(shí)得到與該DSP所匹配的編譯器和調(diào)試器?！边@樣,無(wú)論功耗、價(jià)格還是靈活性,都得到了較為可觀的改善。
“通用DSP很難滿足快速變化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以視頻為例,目前就有包括MPEG-2、MPEG-4、、VC-1、AVI等在內(nèi)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。”他再次強(qiáng)調(diào),“相比之下,可配置的DSP對(duì)于家用多媒體產(chǎn)品制造商更具吸引力。使用OptimoDE得到的可配置DSP不僅兼顧了DSP的可編程性,又具有ASIC電路的專用性。”他透露,目前Broadcom、LG以及法國(guó)湯姆遜公司已經(jīng)在使用OptimoDE進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
“可配置”特性會(huì)拉長(zhǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期嗎？譚軍否定了這一說(shuō)法。相反,他表示,由于可配置DSP是專門針對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的,許多不相關(guān)的模塊可以就此省去,這將幫助系統(tǒng)廠商加快產(chǎn)品上市時(shí)間。
ARM通吃所有應(yīng)用？
可配置DSP技術(shù)來(lái)勢(shì)洶洶,但這并不意味著標(biāo)準(zhǔn)CPU內(nèi)核業(yè)務(wù)將被取代。事實(shí)上,DSP和CPU一直都會(huì)是相輔相成的關(guān)系。譚軍甚至樂(lè)觀地表示,在增添了可配置DSP之后,ARM將可以通吃目前幾乎所有的應(yīng)用?！爸辽賹?duì)大多數(shù)的應(yīng)用將是如此。”他說(shuō)。
“今天,手機(jī)已經(jīng)不再僅僅意味著簡(jiǎn)單的通話功能,它還同時(shí)必須支持MP3、MPEG-4、藍(lán)牙以及WiFi。”譚軍舉例說(shuō),“除了DSP、ASIC等硬件電路之外,包括驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、中間件以及應(yīng)用程序都是我們無(wú)法看到的軟件。但是軟件處理不是DSP的強(qiáng)項(xiàng)。你會(huì)發(fā)現(xiàn),不錯(cuò),這些東西需要DSP/可配置DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,但是更需要一個(gè)CPU來(lái)進(jìn)行全局控制。另外,從操作系統(tǒng)來(lái)講,包括微軟、Symbian以及Linux在內(nèi)的操作系統(tǒng)也都僅支持CPU或帶CPU功能的DSP?！?
譚軍認(rèn)為,DSP和CPU結(jié)合的趨勢(shì)將會(huì)越來(lái)越明顯?！耙恢币詠?lái),DSP的主要用途都是在有線調(diào)制解調(diào)器等通訊設(shè)備或DVD 播放器中,人們并不關(guān)心它們的操作界面?！彼f(shuō),“但是,今天的消費(fèi)者更喜歡有漂亮菜單的手機(jī)。包括DVD播放器在內(nèi)的消費(fèi)類電子也不例外,人們希望可以在屏幕上做很多事情,不僅僅只是盲目的按鍵。而人機(jī)界面越多,軟件就越復(fù)雜,復(fù)雜的軟件對(duì)CPU的要求將會(huì)越來(lái)越高?！?
作者:王彥
