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数字化浪潮下,DSP在智能家居中焕发生机

Simon观察 来源:电子发烧友网 作者:黄山明 2023-10-10 00:17 次阅读

电子发烧友网报道(文/黄山明)所谓DSP芯片,即数字信号处理器芯片,它能够对interwetten与威廉的赔率体系 信号进行数字处理,具有高速、低功耗、高精度等特点。随着智能家居智能化、自动化、数字化的趋势迈进,对DSP的需求也在持续提升。

DSP芯片的演进

20世纪60年代时,随着计算机和信息威廉希尔官方网站 的飞速发展,数字信号处理威廉希尔官方网站 也开始崭露头角,并得以迅速发展。而在那时,负责数字信号处理的主要依靠微处理器,也就是MPU来完成。但由于那时MPU处理速度较低,无法满足越来越庞大的信息量以及需要高速实时处理的迫切需求。因此,一种更快、更高效的信号处理方式成为当时的重点研究项目,DSP便在这个时代背景下诞生。

到了70年代,DSP芯片的理论与算法基础开始趋于成熟,但这种威廉希尔官方网站 一开始还只存在于课本之上,即便研发出来,也仅限于军事、航空航天部门进行少量使用。

1978年,AMI正式推出了全球第一个单片DSP芯片S2811。一年后,Intel发布了一款商用可编程器件2920,可以认为是DSP芯片的一个里程碑。不过,这段时间发布的产品都没有现代DSP芯片所必备的单周期芯片。

1980年,日本NEC公司推出的MPD7720,算是第一个具有硬件乘法器的商用DSP,也被认为是第一块单片DSP器件。两年后,TI推出了其第一代DSP芯片TMS32010,采用微米工艺NMOS威廉希尔官方网站 制作,尽管功耗稍大,但运算速度比同期的微处理器快了几十倍。并且这款DSP的问世也标志着DSP应用系统由大型系统向小型化迈出了重要一步,可以被看做是DSP芯片的重要里程碑。此后,DSP开始得到真正的广泛应用。

目前,随着以大数据、云计算物联网人工智能为代表的信息威廉希尔官方网站 产业规模不断增大,集成电路的需求量在上升,每年从国外进口的总额也在不断攀升。

并且伴随着5G和物联网的普及,DSP的需求也将持续上升,因为该芯片在处理5G通信的基带信号、信号解调、编解码和射频前端等方面发挥着关键作用。

不过受到产品品牌、性能、应用领域等因素的影响,国内DSP芯片产品价格分化明显,其中军工及航空航天领域部分产品价格高达数千元,而部分消费音频领域的DSP芯片售价仅为20元左右。

市场中,DSP芯片国外制造商主要有三家,TI、ADI与摩托罗拉,其中TI占绝大部分国际市场份额,ADI与摩托罗拉也握有部分市场。

而国内的DSP芯片起步较晚,国产DSP芯片市场占比较低,国内主要DSP厂商有昆腾微、湖南进芯、宏云威廉希尔官方网站 、创成微、本原微、毂梁微、中科昊芯、卢米微、无锡芯领域等。

在智能家居中发挥重要作用的DSP

DSP本身最大的应用之一便是音频处理,可以实现各种音效处理、音量控制、降噪、回声消除等功能。在消费电子领域,不少高端TWS耳机已经加入了DSP芯片,以实现更高阶的通话降噪功能。

而在智能家居中,有非常多的产品需要DSP的加入。比如智能音箱、智能电视或其他可以使用语音控制的智能家居产品。

并且不同音频设备在语音功能的需求场景都是不同的,比如有办公需求的会议音响或视频通话等设备,就需要良好的降噪、回声消除、自动增益以及低功耗唤醒等功能。

除了降噪外,低功耗也成为目前DSP芯片的发展重点。比如欧盟及北美的环保法规要求普通智能远场语音电视要实现24小时待机唤醒,待机功耗高达20W以上。解决功耗问题,才能够在这些市场中获得一席之地。

数据显示,2020年我国DSP市场规模约为136.9亿元,2021年收益于人工智能、语音识别、5G基站通信领域等快速发展,规模迅速增长,达到160亿元,2022年市场规模达到167.02亿元。

从全球市场来看,2021年全球DSP芯片市场销售额约为36亿美元,预计2022年到2028年将以6.8%的年复合增长率增长,到2028年达到57亿美元。

并且随着生成式AI的发展,越来越多的厂商开始将自己的语言大模型与智能家居产品进行绑定,让人机交互更加自然、流畅。而DSP的加入,不仅让设备的声音效果提升,同时也能让用户的语音更好的被设备听见、听懂。

如今不少的DSP产品只支持自有的算法或者必须绑定自有算法销售,这对于现如今发展迅速的AI威廉希尔官方网站 而言,是一个痛点。但已经有部分厂商开始建立灵活开放的系统,来为DSP匹配语音唤醒、降噪、通话增强、音效增强、声源定位、声纹识别等一系列的解决方案,以适应当前高速发展的智能设备。

另一方面,或许有人会认为随着FPGA的快速发展,该产品会凭借其性能优势不断入侵并蚕食DSP市场。但在现实市场中,由于受到成本、功耗等因素影响,许多大批量的应用并没有采用FPGA,但可编程的DSP却不可或缺,这在许多智能家居产品中也得以体现。

依靠更低的成本、更低的功耗,DSP似乎在智能家居中已经找到了一条持续增长的道路,并且随着智能家居威廉希尔官方网站 的发展,对DSP也提出了越来越高的要求。

小结

在AI、IoT、5G等新兴威廉希尔官方网站 的快速发展下,智能家居强交互的属性也在愈发凸显,而交互的关键在于让机器听懂人话,让人也能听懂机器的话。并且随着生成式AI与智能家居的紧密结合,未来人与智能家居的语言交互预计将有爆发式增长,这也为DSP提供了广阔的增长空间。

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