智能化视频引领第三次DSP技术浪潮,TI首席科学家解读未来创新应用

2006-10-26 09:50:34来源: 电子工程专辑

1965年4月,《电子学杂志》刊登了一位在仙童公司工作的36岁工程师的文章——《往集成电路里塞进更多元件》,这位名叫戈登.摩尔的工程师以拗口的句子对半导体芯片的未来做了预言---他说,为了求得最低成本,集成电路的复杂性大约每一年就会翻一番。这便是摩尔定律的最初原型,连摩尔也没有想到,他的这个小小的发现会引领半导体产业的40年的辉煌发展(未来还将引领)。但是,摩尔定律虽然预言了芯片晶体管数量的发展规律,却没有考虑到由此产生的芯片功耗问题,而另一个人,发现了这个问题并提出了自己的假设,我们称之为“Gene定律”。这个人就是目前TI的首席战略科学家Gene.A.Frantz(方进)。

15年前,当全球都在为Intel的386,486换代而疯狂时,当性能、成本成为大家瞩目的焦点的时候,“在进行一项新的业务---数字蜂窝手机的时候,我们发现DSP的功耗问题比时钟速度和MIPS更重要。当时我仔细研究了我们的DSP和竞争对手的DSP。”方进在近日的TI开发商大会上接受电子工程专辑采访时解释道,“我特别研究了单位DSP性能下的功耗问题。”

他表示:“许多DSP专家都同意每秒可完成乘法累加数(MMAC/s)是个简单、公平的测试指标,但我仔细研究了DSP的每MMAC/s的功耗问题,即mW/MMAC,得到了我的Gene定律---即每18个月每MMAC/s的功耗会减半。方进表示,虽然他现在已经记不清当时的具体推导数据,但是DSP的一些发展支持了他的假设,1982年TI推出的TMS32010,它有5MIPS的处理性能,它用2MIPIS完成MMAC/s ,它的mW/MMAC/s. 是360。到1985年,C25系列发布的时候它的mW/MMAC/s是55,到1991年C5x发布时候,它的mW/MMAC/s已经是12,从这个发展来看,正是符合了他的假设。”

今天看来,这个定律从处理器级而不是晶体管级为我们定量预测了功耗减小的趋势,而且它也可以预测DSP的一项特别指标mW/MMAC,无疑,这个定律出现是有着深远历史意义的。

第三次DSP浪潮下的创新应用

1996年,MIT媒体实验室主任尼葛洛庞帝的《数字化生存》风靡全球,他在书中为我们描述了一幅令人瞠目的未来生活图画。而方进,则从另外的角度来描绘了数字化技术。

他指出,从他的研究来看,我们目前正在经历第三次数字化浪潮。

他解释道:通信主导了第一次DSP浪潮,它让数据传输速率实现了从KBPS到MBPS的转变,实现了语音的数字化传输,同时,数字蜂窝手机开始涉足多媒体应用领域,这个浪潮已经延续了十几年,并且还在延续。

第二次DSP浪潮由娱乐主导,标志性应用是便携式的娱乐设备,视频、音频节目的录制、存储、回放对DSP提出了更高要求,也给DSP提出了低功耗的目标,这个浪潮也在延续。

而现在,我们正经历第三次DSP浪潮,预计它对DSP提出的要求是要实现每秒500亿次指令的执行,它对应的应用将是:汽车、高质量的生活、安全和教育。他认为第三次DSP技术浪潮的主要应用点是视频,而且是智能化的视频应用,他以汽车应用来解释。

方进指出:未来汽车中将会使用10以上的摄象机用于对视频信息的捕捉,初期,DSP完成的功能是能及时处理提供所需的信息,随着DSP技术的发展,进一步,它会对视频信息进行处理,并提供辅助的决策信息(Second Opinion),然后,再随着DSP的发展,它会提供首选的决策信息(First Opinion),然后,随着技术的发展,它将提供唯一的信息(Only Opinion),这样实际上就是实现了完全的智能化视频。这样以后,汽车驾驶将进去完全的智能时代。他强调在安全领域,也将引入智能化的视频应用。

技术创新应考虑的因素  

作为TI的DSP业务发展经理,方进更多地是要寻找能利用DSP实现的创新应用。因此,在发现创新应用方面,他积累了很多经验。在如何评估新的应用时候,他强调:“很难描述我评估时用到原则,但一个首选的原则是‘每X一(one per)’。”他举例说当我关注助听器应用的时候,我先用“每人一”(one per person)来评估,我们知道这个星球有60亿人,他们很多人都将使用助听器。所以“每人一”的市场要大于“每手持一”或“每车一”,这样,可以对市场的最大容量有个估计。另外,因为每个人有两只耳朵,所以我们可以得到的市场将是“每人2”,这是一个相当大的市场。

对汽车视频市场,我们观察到的是每部汽车以后会用10到20个摄象机,所以这是“每车10”的市场。也是一个巨大市场。一旦我们估计出未来市场的规模,我们就能够开始设置一些限定条款,把(潜在的)市场机会再压实一些。他表示,对新的应用或技术,他更看中市场规模而不是产品的生命周期。

他认为未来系统厂商应更注重软件方面的创新。他指出工程师随意地在自视为基础技术方面投入大把时间和资金的好日子已经一去不复返了。而TI未来则将主推平台化的产品帮助更多的中小公司完成创新,他以达芬奇平台为例说明,为了真正意义上地让开发人员克服最初的障碍并且加快产品上市进程,仅仅开发实施数字视频的基础芯片和软件已经远远不够。开发人员不仅需要处理器,他们还需要能够直接投入生产的理想代码。换句话说,为了满足其应用的特定需求,开发人员还需要已经集成到可配置或轻松编程的数字视频子系统的硬件和软件。

他指出正像汇编语言向C 语言的过渡使开发人员能够全力开发更高级功能性那样,达芬奇技术使开发人员能够摆脱数字视频的具体技术细节。现在,开发人员不再需要了解其视频应用中实施具体CODEC 引擎(如:MPEG-2、H.263、WMA9)的细节。利用允许开发人员无需修改上层应用代码即可以使用理想CODEC 的API,可以显著简化视频CODEC 处理的具体低层次细节。他强调只有工程师潜心于开拓使用现有技术的新思路而无需烦劳做那些无用的重复开发,创新才会成为可能。

关键字:摩尔  功耗  晶体管

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/dsp/200610/6695.html
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