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第一个DSP芯片并没有完全削减它

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发表于 2021-9-17 14:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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TRW 于 1976 年设法创建并销售了 16×16 位单芯片数字乘法器——MPY016H——这是一款采用 1 微米双极工艺技术制造的产品。TRW MPY016H 可以将两个 16 位数字相乘以在 45 纳秒内产生 32 位结果(dash-1 部分为 40 纳秒),但无法相加。您需要添加额外的 IC 以将累加器连接到乘法器。此外,您无法在一次操作中提取 32 位结果。您通过 IC 的 16 位输出端口将结果分成两部分。所以这个产品真的不是DSP。它只是 DSP 的一部分。此外,由于具有两个 16 位输入端口和一个 16 位输出端口,TRW MPY016H 必须封装在 64 引脚宽 DIP 中。它以 5V 电压运行,但它几乎需要一个放大器才能启动。在 5 瓦时,它也需要一点冷却。& S% N  Q  F# B1 O/ p8 P4 s
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AMI 于 1978 年推出了 S2811 信号处理外设,它是一个带有 12 位硬件乘法器、一个 16 位 ALU 和一个 16 位输出的 DSP,但它并不是作为单芯片 DSP 设计的。AMI 将 S2811 设计为用于 8 位 6800 微处理器的存储器映射外围设备,AMI 还制造该产品作为微处理器的创始人摩托罗拉半导体的替代来源。AMI 的 6800 微处理器版本被称为 S6800。) Z$ Q5 C5 y/ h! {
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6800 微处理器通过一个小型和三个较大的片上多端口 RAM 配置和访问 AMI S2811。尽管 AMI S2811 于 1978 年发布,但它基于一种难以制造的 VMOS 工艺技术,因此推迟了几年的到来。到那时,已经发布了几款单芯片DSP;随着 Intel 8088、Zilog Z8000 和 Motorola 68000 的推出,16 位微处理器时代已经到来;6800微处理器外设市场开始迅速萎缩。那就使得过时的 AMI S2811 从未取得商业成功。4 M* f' x. o7 `# Z. U( c% C

$ |$ F- @* M& c# t$ N9 k在AMI 推出 S2811 信号处理外设的同一年,TI 向消费者推出了一款基于 DSP 的玩具,即电池供电的“Speak & Spell”,该玩具采用 LPC 作为其核心语音编码技术。Speak & Spell 玩具采用了 TI TMC0280 语音合成器芯片,该芯片在硬件中实现了 Binshu Atal 的 LPC 算法。TO TMC0280 本质上是一个专用的 DSP。
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0 i4 n" `# u# y' }4 d3 e尽管当时的半导体技术将 TI Speak & Spell 的词汇量限制在 165 个单词,但这款玩具的稀疏词汇量对于儿童玩具来说是一个巨大的技术飞跃,即使零售价高达(当时)50 美元。尽管 TI TMC0280 是一种专门的专用语音 DSP,但其低成本和电池运行时间的能力为即将到来的 DSP IC 指明了道路。5 @8 e4 b* P3 B  R

5 y& D- z6 A$ f+ u! _, @1979 年 2 月,英特尔试图通过宣布英特尔 2920“模拟信号处理器”来表达“是的,我们可以做到”。这个奇怪的集成 DSP 在前端有一个 9 位 ADC(8 位加符号)和一个四输入模拟多路复用器,一个 9 位 DAC 有一个 8 通道模拟采样保持电路和模拟多路复用器在前端后端,中间的数字 ALU 能够执行加法、减法和绝对值运算以产生 25 位结果。缺少乘法和除法指令迫使使用多指令序列来执行这些所需的 DSP 数学运算。每个乘法运算需要 12 条指令,除法运算需要 14 条指令。每条 Intel 2920 指令需要大约半微秒来执行,
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) ~3 E+ w( S1 R" z: kIntel 2920 是为信号过滤应用而设计的,但它的执行速度慢、数据路径有限、指令集独特、缺少硬件乘法器、模拟输入和输出电压范围有限以及其他严重的限制,这些都注定了该 IC 的商业失败。
* W. g& F+ W6 W3 p( W8 L4 {; s5 l4 j# e
8 n+ Y+ t3 Z" Y1 [/ @( i0 ~' j因此,尽管很少有人记得英特尔 2920,但它也预示着 DSP 的到来。
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随着 1970 年代结束,世界显然已经准备好,甚至渴望真正的单芯片 DSP。多亏了理论家,算法才得以开发并准备就绪。许多信号处理应用都在乞求功能强大的 DSP 芯片。剩下的就是开发能够支持这些要求的芯片设计和工艺技术。AMI、AT&T、英特尔、松下、摩托罗拉、NEC、TI、ADI 公司和其他公司都在为这个问题而疯狂地工作。DSP 芯片的爆炸式增长迫在眉睫。$ y0 d. D6 ~: d4 A; F
: x+ F( k5 q7 C7 Z) k0 ]  \
在 1948 年 DSP 的奇迹年之后,又过了三个十年,实际的、实用的 DSP 芯片才会出现。像 TRW 的 MPY016H 硬件乘法器和 TI 的 TMC0280 LPC 语音芯片这样的 DSP 零碎部件被戏弄了——真正的集成 DSP 指日可待——但直到 1980 年代,半导体技术才发展到足以使可编程 DSP 芯片实用化。1980 年代和 1990 年代,单芯片 DSP 的数量呈爆炸式增长。1 k  f" @9 f3 Y9 n, i1 J" B

/ q1 k/ l3 h! ?+ ?; q. S然后,20年后,单芯片DSP的时代戛然而止。4 c$ }* N( n" Q* K$ N6 ~$ j
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Wally Rhines 在 1970 年代为德州仪器 (TI) 工作,他非常想离开 TI 在德克萨斯州Lubbock的工厂。当他有机会管理 TI 在休斯顿的微处理器业务时,他选择了这个职位,因为他发现休斯顿是一个更具吸引力的居住地。此外,没有人想要这份工作。TI 的 16 位 9900 微处理器由于其缺乏竞争力的 16 位地址空间而陷入困境。由于未能在通用微处理器市场上分得一杯羹,莱茵斯在休斯顿 TI 新采用的微处理器团队创建了一个四管齐下的专用处理器战略。TI 分叉战略的四个方面是:
, {: t6 y: ]9 u  p0 L7 M7 u+ L/ ]3 u9 f2 S3 Z2 {
TMS320 DSP 系列
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# c% r9 r  @6 Q* kTMS340 系列图形处理器9 u, g% v+ |. n8 q  }8 f6 x

' g9 z( q# K% G/ k# K, s% mTMS360 大容量存储处理器(很快无处可去)
3 k! `& d& ?! p4 `( p
9 D* [; Y% H0 l2 T用于 IBM 网络架构的  token-ring LAN 处理器TMS380& L( j0 v( n. O! J# ^3 g
: s9 l0 m9 _$ K. |- `9 [0 V

0 R$ w) G$ O7 w! E+ P2 y: d9 {其中,TMS320 DSP 系列成为战略中的摇滚明星。正如Rhines在接受采访时所说,“……它给我们上了一课:绝望是创新之母。” 经过几年的酝酿,TI 于 1982 年 4 月推出了第一批 TMS320 DSP。然而,对于这样的新技术来说,仅仅构建芯片是不够的。多年来,TI 一直在宣传 DSP,并通过软件开发工具和培训为其新 DSP 提供支持,然后才看到这些部件取得重大成功。根据Rhines的说法,TI 又过了五六年才开始从这些产品中看到一些真正的收入。
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发表于 2021-9-17 16:32 | 只看该作者
根据Rhines的说法,TI 又过了五六年才开始从这些产品中看到一些真正的收入
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发表于 2021-9-17 19:03 | 只看该作者
尽管很少有人记得英特尔 2920,但它也预示着 DSP 的到来
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