本年，是TI DSP走过的第30个年初，这30年是DSP前史的30年，也是德州仪器的30年。值此30周年之际，TI首席科学家Gene Frantz(方进)在IEEE撰文，具体叙说了TI DSP的开展进程与其自己与DSP的不解之缘，这也是DSP技能不断立异的动力源泉：
DSP的理论初次被提出(或许说是被从头提出，这取决于你怎么承受)是在20世纪六十年代中期，其时我还在读高中。到了七十年代初，我传闻数字信号处理能够在通讯方面起到一些奇特的效果。后来我在德州仪器的核算器部分作业，一起攻读我的硕士学位，也正是那时，我在一本名叫《Digital Signal Processing》的教科书中触摸到了数字信号处理的理论，那是1977年。
这本书是叫Oppenheim和Schafer的两个人写的。我在此要对那些为DSP理论奠定根底和为数字信号处理取得改造性成功做出奉献的巨大的教授、科学家和以及工程师们表达最深切的敬意。
玩具“Speak& Spell”
在20世纪70年代，数字信号处理还仅仅是一项受限于核算机的实时操作完成才能和把握娴熟DSP技能的工程师的技能。而我是担任Speak &Spell这个产品的团队中的一员。这款产品是初次搭载DSP技能的儿童玩具，经过组成语音来进行启蒙教育。
这个团队创立之初只需四个人。Paul和我担任产品研制这一块。咱们还拉入一个IC架构师Larry Brantingham，和一个语音体系专家Richard Wiggins。能赶上那个时机对咱们来说真的很走运。记住那是1976年的秋天。图1是咱们拿着一个Speak& Spell产品的相片，那是Speak& Spell在1978年诞生后拍照的。
图1 拍照于1978年夏天，正值Speak & Spell开端开发的阶段，从左至右：Gene Frantz, Richard Wiggins, the Speak & Spell, Paul Breedlove and Larry Brantingham
在为这款产品的可行性研讨确立了内部资金之后，咱们四个开端了这项工程的可行性研讨。1976年的12月，咱们用一台内嵌阵列处理机的TI-980电脑来进行演示。咱们规划了芯片组并且在1978年成功推出了原型机。在6月份芝加哥举行的CES(美国消费电子展)展会上，咱们为这款产品进行了宣扬。8月份，Speak& Spell就开端投产了。初次出货进入商场是在9月份。1982年，Speak& Spell呈现在了斯蒂芬•斯皮尔伯格的大片ET中，然后成为了盛行文明的巅峰之作。
其时，我感觉咱们是走在DSP技能改造的最前沿，咱们也认识到了半导体技能能够广泛地商业化，而要害要做的便是培育满足多的DSP工程师，一起要让客户能够跨过这个新旧技能替换的距离，让他们肯去冒这个风险，并且咱们要打造出一个简略易用的渠道。正如我所看到的，数字信号处理技能具有无限的潜力，它将在手机、成像、医疗电子、安防等范畴掀起一场数字改造。
从体系到组件
有了做Speak& Spell的经历之后，我参加到了TI新建立的DSP团队，咱们经过这个团队，把这项改造的技能推广给群众。咱们从访问那些数字信号处理范畴的威望教授开端，为他们供给TI其时的干流可编程DSP设备的硬件和软件，让他们来进行研讨和施行，然后加快这种技能在商场上的分散。可是这些还不行，TI需求加快那些DSP人才的培育，所以咱们资助了教科书、实验室，捐献了设备，还游说了全球各地的教授来推进大学中的DSP教育，无论是博士仍是学士，都有时机触摸到DSP的课程。我还看到了客户关于这项技能的实习训练和运用阐明的需求。咱们的第一款产品是TMS32010，功用达到了5MIPS，并具有55000个晶体管。1982年2月4日咱们在ISSCC上发布了这款产品，一年今后进入商场。图2是TMS32010的裸片图。
图2 TMS32010的裸片图，具有3-nm NMOS的规划技能以及大约 50,000 逻辑门电路库.
在客户方面，咱们为他们呈现了数字信号处理技能的许多优势。咱们知道要压服他们就要展现出产品的易用性和优胜功用。我的热情就在于为这项新技能不断拓荒新的运用和运用者。前期DSP的运用仅限于一些通讯、高速调制解调器和军事范畴。咱们也尝试着去寻觅一些能够嵌入DSP技能的客户产品。可是一个创意让咱们又从头回到了玩具商场。咱们与一家名叫Worlds of Wonder的小公司协作推出了一款能够传闻的玩具Julie。
Gene’s Law
我开端考虑，咱们假如想要改动国际，那么产品有必要变得愈加便携。这唆使我把功耗作为IC规划的重要部分。低功耗技能的改造是便携范畴从模仿转向数字的实质要求。所以我又自始至终研讨了一遍数字信号处理，寻觅下降功耗的办法。后来我挑选了数字信号处理的一项基本功用—- MAC功用。令我感到意外的是，数字信号处理器材的功率损耗(以Mw/MMACs计)均匀每18个月会减掉一半。所以，我拿着一张比照图表来敦促咱们的规划团队，让他们将功耗作为一个优先课题。我发明了一个“Gene’s Law”规律，意思是，为了投合客户的需求，咱们均匀每两年就要把功耗下降一半，TI也一向很勇敢地担当着这个重担。TMS320C54x产品诞生后，咱们完成了让手机通话时刻持续几个小时，待机时刻持续数天。图3展现了自1982年创立以来的Gene’s Law。
图3 Gene’s Law描绘了DSP开展过程中，每单位信号处理的功耗损失率
1992年，国际上首个GSM网络开端布置，并且许诺行将完成低本钱、无处不在和便携通讯。十年后，全球手机用户量达到了10亿部，而到了今日，这个数字变成了50多亿。从开端只支撑语音通话的简略移动电话，变成了现在一个支撑语音与数据的多媒体渠道。要在相同的功耗下将手机和基站的功用进步10倍，这关于TI来说又是一个巨大的应战。跟着用户界面和运用程序越来越重要，TI为手机研制了第一套多媒体处理器，运用OMAP运用渠道。它其间包含杰出的通用处理器、图形和数字信号处理等功用，运用于高质量相机、高清视频和音乐。
从产品到使能器的改动
或许有人会觉得DSP作为一个产品，从一文不值到发明每年数十亿美元的价值之后又隐姓埋名很古怪。可是这确实是一个好消息的开端。它并没有隐姓埋名，仅仅融入到了每一部数字处理体系中罢了。为什么这么说呢，由于咱们在IC技能中所做的尽力现已答应在硅芯片中嵌入DSP。从前的DSP是非常大的，而现在却小到简直看不见。首个可编程DSP TMS32010将其裸片的四分之一用于乘法器，而现在的乘法器如此的小就像从前用过的接合垫。DSP的中心理论现在也能够在嵌入式处理器国际中取得更大的发挥价值。
从另一个视点看来，咱们也在针对特定商场的需求为咱们的信号处理器进行着优化。与其说咱们打造了一条DSP产品线，不如说咱们打造了一条通讯信号处理器、音频信号处理器、视频信号处理器、图画信号处理器和马达操控处理器的产品线，所有这些都能选用DSP的理论和硬件。很显然，下一步是很要害的，便是咱们要将DSP集成在各种体系处理器(像ARM)、各种加快器和外设中，经过集成化这些元素，咱们就发明出了完好的嵌入式处理器的体系解决方案。所以信号处理的前史，从发现DSP理论到现在为止，能够总结为信号处理理论到信号处理器产品的改动，乃至是到嵌入式处理器体系的使能器的改动。
而DSP的第三个开展方向是发明了多线程处理架构。跟着具有特定运用的体系逐渐鼓起，从可编程的处理器转向可装备处理器，再到单功用处理器，这些都是合理的。由于实践信号的平行性，这种转移到固定功用单元是遍及的。在RISC处理器与多种可装备IP模块组合后的操控下，一个簇新的嵌入式处理体系呈现了。这与一台设备中有多个完全相同的处理器概念是不同的，这个信号处理的国际是尽管契合阿姆达尔规律(阿姆达尔规律的首要观念是跟着体系中处理器的不断添加，体系的速度将会趋于安稳)的国际，但这个国际又是一个特例，由于该体系能够被拆成数个小的专用并行处理单元。而这些单功用的加快器具有更高的功用、更低的功耗和更低的本钱，使得体系愈加的安稳易用。
这三项严重的研制效果把咱们带到了今日，这是一个多么令人兴奋的年代，体系规划师们仍然在寻觅着超乎咱们幻想的时机。在客户方面看来：技能答应DSP成为高度优化的解决方案的一部分，满意了他们差异化的需求，与那个微处理器的只需一种通用类型的年代形成了鲜明比照。有了高度优化的SoC，咱们能够供给更高的功用、更低的功耗和更低的本钱。
展望未来
所以，咱们下一步行将怎样走呢?别急，有意思的事才刚刚开端。咱们现在有多重挑选：最低功耗器材;低功耗、电池供电的器材;和极高功用的并行处理体系。咱们能够将嵌入式处理体系同异质处理器(heterogeneous processors)、加快器和周边外设结合起来处理旧的信号和新的信号。处理信号的需求在不断增加。我的一个麻省理工学院的朋友说：“永久都会有新的吸引人的信号呈现，永久都会有处理信号的需求。”现在的IC技能让咱们在处理信号上面变得更简略，本钱更低，功耗更小，并且器材的尺度也愈加迷你。
经过进步处理器的功用，咱们还能够探究一些咱们曩昔没有考虑到的新信号。例如，行将引进的3D图画和视频剖析。确实，这些概念现已存在许多年了，可是咱们现在才有满足的处理功用来精确地做一些称心如意的处理。
在这幅雄图的另一端是极低功耗。有了这样的技能，咱们能够开掘一些新的概念，如“能量清道夫(energy scavenger)”和“永久设备(perpetual device)”等。这些完全是新的时机，咱们对其还一窍不通，咱们要对它们进行探究。而云核算的概念为咱们探究这些范畴打开了一扇窗—-我将其叫做“clutter around the cloud”，咱们将会开掘出上千种能够和“云”扯上联系的东西，像包含智能传感器和超薄客户端等等。最终一个令人兴奋的工作是，在集成电路技能的这一点上，咱们能够考虑结合数字和模仿概念来更好地处理信号。
这是一个令人兴奋的技能新纪元。我亲身经历了从DSP诞生，协助其生长，到目睹其老练。我也见证了从最初的一个器材到现在的每个器材中都有DSP的技能，经过以下这些尽力：
1) 经过TI的DSP技能，咱们很快将会看到，现在那些很粗笨很贵重的医疗设备经过TI DSP技能将会变得小到能够拿在内科医师和急诊医师的手中。
2) 便携超声仪器将很快运用于阿富汗和伊拉克的野战医院中，它们也将改动印度和我国的医疗保健现状。
3) 经过运用TI的DSP技能，空调等家用电器进行了调速电动机操控今后，效能正在产生戏剧性的改善。
4) 安全摄像头正在脱离模仿的年代，转向根据IP的数字技能，能够经过愈加精细地剖析敏捷的报警。
5) 电动车正在被根据安全的体系“照看”着，随时提示司机潜在的风险。
6) 太阳能和风能等代替动力使用TI的DSP技能将直流电转化为交流电，然后能够安全地接入电网。
这些都是真实激动人心的巨大时刻。TI的DSP技能正在让人们的日子更健康、安全、环保、智能，也更有趣味。并且，就DSP技能为国际带来的改动来看，咱们现在还仅仅是享受到皮裘罢了。
结尾
我整个的职业生涯都在为DSP技能寻觅新的运用以及新的运用者。我是TI的一位研制人员，我的职位给了我寻求我的热情的宽广空间和强壮的后台。
可是寻觅新的运用和新的运用者并不是听起来那么简略。全球的立异要素并不是有组织的，所以我花了很大一部分时刻周游国际各地，寻觅那些想要改动国际的思想者。他们大多数会呈现在大学和一些草创型公司中。这些年我一向都说立异与公司的规划成反比。但令我惊讶的是，TI尽管是所谓的“大公司”，但却一向保持着立异。我只能说TI是异乎寻常的，它的技能人员把自己幻想为在草创公司中，直到他们需求大公司的支撑力气时。这便是TI异乎寻常的企业文明。
在那些大学里，我做了许多关于立异和技能将会怎样改动日子的讲演。我真实的收成是那些讲演之后找我说话的人，他们也是真实的立异者。我还要留意区别群众主意和有价值的主意，而那些有价值的主意正是我所寻觅的。和一个立异者说话，我的方针是鼓舞他和向他展现TI怎样协助个人成功。在TI，咱们不断寻觅和奖赏新的创意，这也是我持续寻觅新的时机和技能的办法。我现在感兴趣的范畴是机器人学、可再生动力和进步日子品质的技能。可是我自始自终地对更多范畴感兴趣，只需它们能用到DSP技能，我将会随时洗耳恭听。
