CEVA“跑车论”遭置疑，ARM重提可配置DSP

DSP内核提供商CEVA不久前在IIC-China 2006上海站发表的一项言论引来可授权IP技术领导厂商的置疑。CEVA最新上任的亚太区副总裁Gweltaz Toquet在形容DSP核的性能时曾经表示：“如果把ARM内核比作是SUV的话，那么DSP核就是一部跑车。”针对上述观点，ARM公司中国区总裁谭军近日指出，真正的“跑车”不应该是通用DSP内核，而是该公司在两年前已推出的可配置DSP内核技术。

回顾手机电路的发展历程，我们不难发现，CPU与DSP两种技术向来都是并肩共存的。最初，人们将不同的CPU和DSP的芯片放在一块电路板上来实现控制和数据处理。后来，在制造工艺的帮助下，技术人员发明了集成度较高的SoC芯片，它将CPU和DSP集成在一起形成了面积更小的芯片，电路也因此开始变得精简起来。然而随着技术的发展，问题开始出现：为了实现对各种音频(WMA/MP3)、视频(MPEG-2/4、H.264、VC-1)以及无线连接(蓝牙、Wi-Fi、ZigBbee、UMTS等)标准的支持，软件复杂度被迅速拉高，同时，电源管理也正在向软件实现来转移，这还不包括正在被提上议事日程的DRM。

图： OptimoDE数据引擎可以根据算法对架构进行调整。

为了减少对软件编程的依赖程度，技术人员开始考虑使用ASIC来代替SoC芯片中DSP或CPU区块电路，具有CPU部分特性的DSP宣布诞生，而将DSP功能收入囊中的CPU也开始进入市场。CPU和DSP由分工开始走向融合。“这是微处理器市场发展的一个趋势。”谭军指出，“从这个意义上讲，很难评价CPU内核和DSP内核孰优孰劣。”

谭军表示，事实上CPU和DSP技术各有千秋。“以多媒体设备为例，如果选择DSP方案，就必须支持各种各样的音视频标准。然而问题是，不同标准下对DSP的要求却不尽相同。”他说，“因此，标准DSP内核已经无法满足软件复杂度不断提高的需求。”他指出，在最乐观的情况下，人们也只能利用标准DSP内核20%的能力。“很显然，说DSP内核是跑车，这本身就是错误的。”他强调。

重提OptimoDE

让我们来重新看看微处理器市场的三个主要技术吧(ASIC、DSP以及CPU)。谭军认为，ASIC电路功耗小，占位面积小，缺乏灵活性并且预付成本高昂；而与之相对应的CPU，灵活性和成本都不成问题，不过，由于所有功能都需要借助软件来实现，因此随着设备所需功能的不断丰富，这种技术在日益上升的功耗问题面前渐显乏力；相比之下，DSP技术兼顾了CPU灵活性和ASIC电路低功耗的优势。不过很显然，两种优势都打了折扣。

为了更好地兼顾灵活性、功耗以及价格问题，系统厂商们开始转向新兴的可配置CPU技术。不过这种乐观情绪并没有持续多久，研究人员很快就发现他们又一次走向了死胡同：被配置后的每一款CPU都需要重新编写编译器和调试器。“所有的工具都不再兼容，这和使用标准CPU内核时完全不同。”谭军指出，“造成的结果是，只有少数几个大的系统厂商有能力采用这种技术。同时，开发周期也被拉长。这对消费类电子产品来说，无疑是不合适的。”

不过，电子工程师们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技术，尽管是以标准CPU内核业务为主，但后来却被证明是通往成功之路的典型代表。而可授权微处理器市场的头号厂商ARM公司也成为这两家小型公司的跟随者：2003年，ARM公司宣布对飞利浦半导体旗下的Adelante Technologies N.V. 进行收购，并同时推出了一款名为OptimoDE的可配置体系结构和工具集。

“可配置CPU造成了工具的不连续，但可配置DSP技术已经克服了这个问题。”谭军介绍说，“以OptimoDE为例，在得到自定义的DSP(RTL格式)后，工程师还将同时得到与该DSP所匹配的编译器和调试器。”这样，无论功耗、价格还是灵活性，都得到了较为可观的改善。

“通用DSP很难满足快速变化的行业标准。以视频为例，目前就有包括MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1、AVI等在内的多个标准。”他再次强调，“相比之下，可配置的DSP对于家用多媒体产品制造商更具吸引力。使用OptimoDE得到的可配置DSP不仅兼顾了DSP的可编程性，又具有ASIC电路的专用性。”他透露，目前Broadcom、LG以及法国汤姆逊公司已经在使用OptimoDE进行产品开发。

“可配置”特性会拉长产品的开发周期吗？谭军否定了这一说法。相反，他表示，由于可配置DSP是专门针对某个或某几个应用而开发的，许多不相关的模块可以就此省去，这将帮助系统厂商加快产品上市时间。

ARM通吃所有应用？

可配置DSP技术来势汹汹，但这并不意味着标准CPU内核业务将被取代。事实上，DSP和CPU一直都会是相辅相成的关系。谭军甚至乐观地表示，在增添了可配置DSP之后，ARM将可以通吃目前几乎所有的应用。“至少对大多数的应用将是如此。”他说。

“今天，手机已经不再仅仅意味着简单的通话功能，它还同时必须支持MP3、MPEG-4、蓝牙以及WiFi。”谭军举例说，“除了DSP、ASIC等硬件电路之外，包括驱动程序、操作系统、中间件以及应用程序都是我们无法看到的软件。但是软件处理不是DSP的强项。你会发现，不错，这些东西需要DSP/可配置DSP进行数据处理，但是更需要一个CPU来进行全局控制。另外，从操作系统来讲，包括微软、Symbian以及Linux在内的操作系统也都仅支持CPU或带CPU功能的DSP。”

谭军认为，DSP和CPU结合的趋势将会越来越明显。“一直以来，DSP的主要用途都是在有线调制解调器等通讯设备或DVD 播放器中，人们并不关心它们的操作界面。”他说，“但是，今天的消费者更喜欢有漂亮菜单的手机。包括DVD播放器在内的消费类电子也不例外，人们希望可以在屏幕上做很多事情，不仅仅只是盲目的按键。而人机界面越多，软件就越复杂，复杂的软件对CPU的要求将会越来越高。”

作者：王彦