【技术领域】电子信息

【技术简介】高性能通用DSP是数字信号处理领域不可或缺的核心处理器件，依据DSP器件开发的信息处理模块很大程度上决定了应用领域产品的性能及效率，目前国际上的生产商主要为TI和ADI公司。技术开发单位采用自主的并行数字处理器架构开发的“魂芯”系列高性能DSP器件性能高于市场上同类DSP处理器，其采用的并行数字处理器架构与国际现有技术相比，克服了通用DSP运算能力有限，并行度不足的缺陷，提供了一种运算量大、运算能力强、应用范围广的并行数字信号处理器方案。目前已成功推出“魂芯一号”器件，“魂芯二号”器件也即将进入投片制造阶段。

【主要技术指标】

“魂芯一号”技术指标：

内部存储单元：28Mbit

外部动态存储：DDR2

工作主频：300MHz到500MHz

数据格式：32浮点及16/32位定点

峰值运算能力：300亿次32位浮点运算指令/秒

数据通信能力：8GB/秒

调试方式：符合1149.1标准的JTAG接口

封装形式：BGA729

调试环境：提供统一的通用DSP器件全套编译开发环境

“魂芯二号”技术指标：

内核数目：2

工作主频：700MHz

单核运算性能：58.8GFOPS/core(32bit)、22.4GFMAC/core(32bit)

共享程序存储器：4Mbit

单核存储资源：1Mbit 指令cache/sram、48Mbit数据sram

外部高速接口：2x64bit DDR3/4接口、6路4X高速Sedes接口、1个以太网接口

封装形式：BGA1020

调试环境：提供统一的通用DSP器件全套编译开发环境

【技术特点】面向高性能嵌入式计算的高效体系结构，提出并实现了16条指令并行发射、60个运算单元分为4簇的VLIW+SIMD体系架构；创立了以复数运算/向量运算为特征的指令体系，包括矩阵寻址、块浮点等，保证了器件实际运行的高效率；以用户为中心提供了一个统一的集成开发环境，器件性能高于当前市场上同类浮点DSP器件性能水平，满足了当前重大装备、仪器仪表、通讯基站等领域对高端数字信号处理方面的要求。以标准化、通用化、系列化为目标，以“魂芯”系列DSP处理器为基础，已构建了CPCI接口通用信息处理、VPX接口通用信息处理及刀片式计算节点等处理平台，满足了信息处理应用对处理平台高性能、大带宽的要求，结合完善的配套软硬件开发环境，实现了信息处理平台的统一和通用。

【适用范围】可广泛应用于军事和民用领域。军事领域，可适用于雷达、声纳、电子对抗、SAR/红外导引、机载、火控。民用领域，可适用于无线通信、有线通信、消费电子、自动控制及汽车电子、数字监控、生物识别和医疗仪器等系统。

【专利状态】授权专利21项，包括6项发明专利和5项实用新型专利，10项软件著作权，1项布图保护。

【技术状态】批量生产阶段

【合作方式】

（1）合作研发。与DSP产业链应用企业展开合作，共同开展基于“魂芯”系列DSP的自主可控信号处理系统/模块/平台的开发。针对用于特殊要求,也可开展定制化的DSP器件研发。

（2）技术服务。提供基于“魂芯”系列DSP芯片的系统方案设计、技术咨询、板卡设计、软件开发等相关的技术服务。

【预期效益】中国是DSP发展潜力最大的市场，2011年，我国DSP行业需求308亿元，2015年，需求超过400亿元。目前国内雷达、声纳、电子对抗、SAR/红外导引、机载、火控等军用领域，每年消耗的FPGA和通用DSP器件在十几万片以上；在民用领域如无线通信、有线通信、消费电子、自动控制及汽车电子、数字监控、生物识别和医疗仪器等系统中，DSP也都是不可或缺的核心处理器件。

目前，国内DSP市场被TI、Freescale、ADI三家公司垄断，它们共占据了86%的市场份额。从另一角度来说，当前的这种差距表明在保障国防装备安全、提升产业核心竞争力、引领下游产业跨越发展等方面，国产自主的DSP还具有很大的成长空间。"魂芯"系列DSP器件性能已经达到完全可以替换国外器件的水平，并在本单位和其他单位的多个整机应用中得到充分验证，有效提高了我国数字信号处理产品的自主可控和安全性，保障了核心军事装备的信息安全。

自2014年初至2015年末，通过出售芯片、开发环境软件以及板卡等方式，已累计销售芯片近6千多片，形成8000余万元销售收入和1500万元的利润。目前年芯片使用量约3000片左右，截至到2015年底，销售额达到1.03亿元，利润达2100万元，取得了显著的经济效益，且每年保持稳定增长。预计未来10年销售额可达到10亿元，利润2亿元。