Katso ydinasioita | Artikkeli vie sinut ymmärtämään DSP-sirujen ins ja outs

Aug 04, 2021

Jätä viesti

Siruja kutsutaan "teollisiksi elintarvikkeiksi", ja ne ovat erottamattomia valmistuksen ydintekniikasta. Riippumattomien sirututkimus- ja kehitysvalmiuksien parantamisen nopeuttamisesta ja sirujen suunnittelun ja toimintojen rikastamisesta on tullut väistämätön suuntaus sosiaalisen ja taloudellisen kehityksen edistämisessä sekä kansallisen tieteellisen ja teknologisen turvallisuuden varmistamisessa. Kaikenlaisten sirujen joukossa DSP-sirut ovat lähes korvaamattomia.


DSP-siru on siru, joka pystyy hyödyntämään digitaalista signaalinkäsittelyteknologiaa. DSP-siru ottaa käyttöön Harvardin rakenteen erillisellä ohjelmalla ja datalla, siinä on oma laitteistokerroin, se ottaa laajalti käyttöön putkiston toiminnan ja tarjoaa erityisiä DSP-ohjeita, joiden avulla voidaan nopeasti toteuttaa erilaisia digitaalisia signaalinkäsittelyalgoritmeja ja mukautua monikohtaisten sovellusten tarpeisiin .


Aikakausi etenee nopeasti ja luo edellytykset DSP-sirujen kehittämiselle. 1960-luvulta lähtien tieto- ja tietotekniikan nopean kehityksen ansiosta digitaalinen signaalinkäsittelyteknologia on kehittynyt ja sitä on kehitetty edelleen. Ennen DSP-sirujen tuloa digitaalisen signaalinkäsittelyn pystyivät vain mikroprosessorit. Mikroprosessorin alhaisemman käsittelynopeuden vuoksi se ei kuitenkaan pysty täyttämään kasvavan tietomäärän suuria reaaliaikaisia vaatimuksia lainkaan. Siksi nopeampien ja tehokkaampien signaalinkäsittelymenetelmien soveltamisesta on tullut yhä kiireellisempi yhteiskunnallinen kysyntä.


DSP-sirua on kehitetty nopeasti sen syntymästä lähtien yhtä toisaalta integroitujen piirien kehittämisen ja toisaalta valtavien markkinoiden ansiosta. Vain muutamassa vuosikymmenessä DSP-siruja on käytetty laajalti monilla aloilla, kuten viestinnässä, tutkassa, kuvantamisessa, armeijassa, instrumentaatiossa, automaatiossa ja signaalinkäsittelyssä.


Miten DSP-sirut toimivat? Esimerkiksi DSP-sirua käytetään teollisuusrobottien alalla, mikä vastaa liitosna toimimista. DSP-ohjainten avulla robotti reagoi nopeammin ja liikkuu tarkemmin. Teollisuusrobottien on käsiteltävä työssään paljon dataa. Kun teollisuusrobottien käyttö yleistyy ja on suosittua, DSP-siruja käytetään yhä enemmän tällä alalla, ja niiden merkitys, taloudellinen ja käytännöllisyys heijastuvat.


Itse asiassa, kun big datan, pilvipalvelujen, esineiden internetin ja tekoälyn edustaman tietotekniikkateollisuuden laajuus kasvaa edelleen, integroitujen piirien kysyntä kasvaa ja myös ulkomailta tulevan tuonnin kokonaismäärä kasvaa joka vuosi. Otetaan esimerkiksi DSP (digital signal processor) -siru. Sitä käytetään laajalti verkkolaitteissa, tehoelektroniikassa, teollisessa ohjassa, älykodissa ja muilla toimialoilla, joilla on prosessori, grafiikkasuoritin ja FPGA (ja joita kutsutaan neljäksi strategiseksi prosessorisiruksi). Tällä hetkellä DSP-sirujen tarjonta kotimaassani on periaatteessa ulkomaisten maiden monopolisoimaa, ja kotimaisia DSP-sirusuunnittelun valmistajia on vähän, ja kotimaisten valmistajien on vielä työskenneltävä kovasti.


Maailmanmarkkinoiden näkökulmasta nykyiset DSP-siruyhtiöt ovat pääasiassa Texas Instruments, Motorola ja analogiset laitteet ulkomailla sekä China Electronics, joka on pääasiassa sotilaskäyttöön Kiinassa. Kun maan kehotus sirujen lokalisoinnista kasvaa ja kasvaa, se tarjoaa myös kiinalaisille siruyhtiöille mahdollisuuden murtaa lukuisia esteitä kertymiseensä ja erottua.


Millainen on tuleva DSP-sirusuunnittelu- ja valmistustrendi?


Jotkut analyytikot uskovat, että DSP-sirujen koon pienentäminen on aina ollut DSP-teknologian kehityssuunta. Tällä hetkellä RISC-pohjaisia rakenteita käytetään yleisemmin. Uusien prosessiteknologioiden käyttöönoton myötä yhä useammat valmistajat ovat alkaneet parantaa DSP-ytimiin ja DSP-ytimiin. Ydinalan yhdentymisaste tulee yhä korkeammaksi.


Lisäksi markkinoilla tällä hetkellä myytävissä DSP-laitteissa valtavirtatuotteet ovat edelleen 16-bittisia kiinteäpisteohjelmoitavia DSP-laitteita. Lähivuosina, kun DSP:n kiinteäpistelaskentalaitteiden kustannukset laskevat edelleen, pienemmän ja pienemmän energiankulutuksen edut tulevat yhä ilmeisemmiksi. Tulevaisuudessa kiinteäpisteisten DSP-sirujen odotetaan olevan edelleen johtavassa asemassa markkinoilla.


Niin kauan kuin kaikki osapuolet tekevät yhteistyötä, vahvistavat tutkimusta ja kehitystä ja sinnittelevät, uskon, että Kiinan siruteollisuudesta tulee lopulta kansainvälisen näyttämön eturintama, kuten Kiinan tulinen ilmailu-, ydinvoima- ja suurnopeusjunateollisuuden kehitys, ja se vapauttaa loistokkuutensa.