le="display: block;">DSP內(nèi)核提供商CEVA不久前在IIC-China 2006上海站發(fā)表的一項言論引來可授權(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。”針對上述觀點,ARM公司中國區(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實現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)處理。后來,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,電路也因此開始變得精簡起來。然而隨著技術(shù)的發(fā)展,問題開始出現(xiàn):為了實現(xiàn)對各種音頻(WMA/MP3)、視頻(MPEG-2/4、、VC-1)以及無線連接(藍牙、Wi-Fi、ZigBbee、UMTS等)標準的支持,軟件復(fù)雜度被迅速拉高,同時,電源管理也正在向軟件實現(xiàn)來轉(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)算法對架構(gòu)進行調(diào)整。
為了減少對軟件編程的依賴程度,技術(shù)人員開始考慮使用ASIC來代替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也開始進入市場。CPU和DSP由分工開始走向融合?！斑@是微處理器市場發(fā)展的一個趨勢?！弊T軍指出,“從這個意義上講,很難評價CPU內(nèi)核和DSP內(nèi)核孰優(yōu)孰劣?！?
譚軍表示,事實上CPU和DSP技術(shù)各有千秋。“以多媒體設(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準。然而問題是,不同標準下對DSP的要求卻不盡相同?！彼f,“因此,標準DSP內(nèi)核已經(jīng)無法滿足軟件復(fù)雜度不斷提高的需求?！彼赋?在最樂觀的情況下,人們也只能利用標準DSP內(nèi)核20%的能力。“很顯然,說DSP內(nèi)核是跑車,這本身就是錯誤的。”他強調(diào)。
重提OptimoDE
讓我們來重新看看微處理器市場的三個主要技術(shù)吧(ASIC、DSP以及CPU)。譚軍認為,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；而與之相對應(yīng)的CPU,靈活性和成本都不成問題,不過,由于所有功能都需要借助軟件來實現(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。不過很顯然,兩種優(yōu)勢都打了折扣。
為了更好地兼顧靈活性、功耗以及價格問題,系統(tǒng)廠商們開始轉(zhuǎn)向新興的可配置CPU技術(shù)。不過這種樂觀情緒并沒有持續(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?這和使用標準CPU內(nèi)核時完全不同?！弊T軍指出,“造成的結(jié)果是,只有少數(shù)幾個大的系統(tǒng)廠商有能力采用這種技術(shù)。同時,開發(fā)周期也被拉長。這對消費類電子產(chǎn)品來說,無疑是不合適的?！?
不過,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),盡管是以標準CPU內(nèi)核業(yè)務(wù)為主,但后來卻被證明是通往成功之路的典型代表。而可授權(quán)微處理器市場的頭號廠商ARM公司也成為這兩家小型公司的跟隨者:2003年,ARM公司宣布對飛利浦半導(dǎo)體旗下的Adelante Technologies N.V. 進行收購,并同時推出了一款名為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)克服了這個問題?！弊T軍介紹說,“以O(shè)ptimoDE為例,在得到自定義的DSP(RTL格式)后,工程師還將同時得到與該DSP所匹配的編譯器和調(diào)試器。”這樣,無論功耗、價格還是靈活性,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)標準。以視頻為例,目前就有包括MPEG-2、MPEG-4、、VC-1、AVI等在內(nèi)的多個標準?！彼俅螐娬{(diào),“相比之下,可配置的DSP對于家用多媒體產(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?！彼嘎?目前Broadcom、LG以及法國湯姆遜公司已經(jīng)在使用OptimoDE進行產(chǎn)品開發(fā)。
“可配置”特性會拉長產(chǎn)品的開發(fā)周期嗎？譚軍否定了這一說法。相反,他表示,由于可配置DSP是專門針對某個或某幾個應(yīng)用而開發(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)品上市時間。
ARM通吃所有應(yīng)用？
可配置DSP技術(shù)來勢洶洶,但這并不意味著標準CPU內(nèi)核業(yè)務(wù)將被取代。事實上,DSP和CPU一直都會是相輔相成的關(guān)系。譚軍甚至樂觀地表示,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。“至少對大多數(shù)的應(yīng)用將是如此。”他說。
“今天,手機已經(jīng)不再僅僅意味著簡單的通話功能,它還同時必須支持MP3、MPEG-4、藍牙以及WiFi?！弊T軍舉例說,“除了DSP、ASIC等硬件電路之外,包括驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、中間件以及應(yīng)用程序都是我們無法看到的軟件。但是軟件處理不是DSP的強項。你會發(fā)現(xiàn),不錯,這些東西需要DSP/可配置DSP進行數(shù)據(jù)處理,但是更需要一個CPU來進行全局控制。另外,從操作系統(tǒng)來講,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。”
譚軍認為,DSP和CPU結(jié)合的趨勢將會越來越明顯。“一直以來,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,“但是,今天的消費者更喜歡有漂亮菜單的手機。包括DVD播放器在內(nèi)的消費類電子也不例外,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。而人機界面越多,軟件就越復(fù)雜,復(fù)雜的軟件對CPU的要求將會越來越高。”
作者:王彥
