數位化是近代科技一項很重要的趨勢與成就，數位化可以讓一個系統有高可靠性、高精確度、抗干擾能力強、可程式規劃、維護容易、容易模組化設計等優點，這些優點可以改進以往類比系統的限制。而數位訊號處理技術便是因應數位化的需求被發展出來。

隨著數位積體電路技術的發展，把數位訊號處理技術核心植入矽晶片中，強化通用處理器性能的數位訊號器（Digital Signal Processor，DSP）應運而生，使得數位訊號處理的運算效率越來越高，價格也越來越低廉。因此，數位訊號處理器大量地被應用在各種領域中，例如：數位通訊、數位視聽設備、數位影像處理、數位語音處理、數位控制、行動電話、視訊電話（Video Phone/Video Conference）、ADSL/XDSL、Set-Top Box（STB，機頂盒）、數位電視、DVD Player等。

●DSP發展史

1822年傅立葉（Fourier）在其代表作《熱的分析理論》中發表傅立葉級數，此一級數的提出原本是來描述熱的傳導，後來發現此級數對於許多科學與工程的領域，仍然有良好的效果。傅立葉級數經過簡單的數學推導成為傅立葉轉換。在訊號處理上，利用傅立葉級數分析處理周期性信號，傅立葉轉換來分析處理非周期性信號。這對19世紀數學和訊號處理的發展產生重大而深遠的影響。

另一個理論--拉普拉斯轉換是由拉普拉斯（Laplace）提出，主要應用在行星的運轉上，同樣的拉普拉斯轉換也可運用在其他領域中。而在信號處理上，我們常會將拉普拉斯轉換經簡單的推導變成Z轉換，運用在設計數位濾波器上，而成為數位訊號處理領域中的重要工具這些訊號處理的數學理論基礎在1950年前就已經發展到一個成熟的階段。

在1960年代，電子計算機的技術已達到一定的水準，足以快速的處理大量的資料，同時在1965年由Cooler和Tukey發表一篇「一個複數傅立葉級數之機械計算演算法則（Analgorithm for the machine computation of complex Fourier series）」的論文，改進了離散傅立葉轉換的演算，提出了快速傅立葉轉換（Fast Fouier Transform，FFT）演算法。FFT是數位訊號處理發展史上的一個重要里程碑。數位訊號處理從此隨著數位電子計算機和積體電路的發展結合，這就是數位訊號處理器的前身。

到了1970年代，大型積體電路的進步，微電腦處理器興起，各種通訊設備和儀器的數位化，使得電腦與軟體的結合，導致高速高位元的數位訊號處理器出現，從此數位化世界逐漸在我們的生活成形。

自1982年德州儀器（TI）推出發明了全世界第一顆定點式（Fixed point）數位訊號處理器（DSP）單晶片TMS32010（16/32位元）開始，數位訊號的處理又進入了一個斬新的階段，進而得以廣泛的應用在各種領域，如聲音處理、語音合成、影像處理、數位控制等，成為高科技應用的一個主流。

DSP具有較高運算速度和高軟體附加價值的特性，因而成為90年代電子系統產品發展不可或缺的關鍵技術。網路與通訊的發達，使得生活與數位訊號處理的科技結合，成為人類資訊生活的不可或缺的工具。數位廣播、類神經網路、適應性訊號處理、即時影像處理、人工智慧等領域的應用，使數位訊號的科技高速發展並普及到每個角落，因此DSP的發展與應用愈加多樣化。

現今從事DSP的研究大都朝即時系統與多工的方向前進，而德州儀器更以C6x系列甚至是C8x系列的產品作為DSP的發展架構，並將其應用在如數據機、影像會議、硬碟驅動程式、DSP控制速度，因為速度為const、馬達控制、語音辨識、個人辨識等。因此DSP的發展與應用愈加多樣化，數位訊號處理的理論也成為各種專業領域的基本常識。

●消費產品為未來著力點

隨著全球通訊市場的蓬勃發展，DSP也有非常亮麗的表現，1999及2000年DSP市場的成長率都超過45%，其中有大部分是來自於通訊產品，如行動電話、無線電話等產品市場快速擴大的貢獻，而除通訊產品之外，數據機及Harddisc也是使用DSP的大宗。

而在應用上，通訊類的產品對 DSP 的需求是最大的，在 DSP 全球產值中，應用於通訊領域占了58%，而電腦相關產品的應用次之，占34%；另外一項值得注意的應用領域是消費性電子類產品，雖然目前對 DSP 的使用量遠少於通訊及電腦等兩個應用領域，但在通訊及個人電腦兩大市場的需求逐漸疲軟之際，消費性產品的應用便成為DSP另一個發展的契機。從另一個角度來說，目前DSP的主要應用產品的市場都是由國際半導體大廠所控制，如 TI、Lucen t 等，所以消費性產品便也成為有意進入 DSP 市場的一個敲門磚。

由於各階 DSP 有不同的應用產品，隨著產品的消長，各階 DSP 目前的發展狀況也不同。目前 16-bit DSP 是應用的主流，近幾年內仍是應用的主流，預估在 2004 年以前，16-bit DSP 的產值仍保持在 7 成以上。而16-bit 以上 DSP（20-bit、24-bit、32-bit、Floating point）雖然相對來說所占的市場較小，但隨著應用產品的市場擴大，16-bit 以上 DSP 也將逐漸擴大其應用市場。

●16-bit DSP

16-bit MCU 主要的應用是行動電話、Cordless Phone（編按：無線電話 ， 一種話筒與機座之間沒有線路連接的電話，而該機座則有電線與電話線插到牆壁的電源插座與電話插座上。無線電話允許使用者在離機座很短的距離內自由走動。早期的無線電話使用類比技術，不過許多現今製造的無線電話則運用數位傳輸技術。無線電話與行動電話有極大的不同，後者可在任何傳輸網路涵蓋的範圍內使用。）、智慧卡（Smart Card）、數據機、HDD 等產品，目前以上的產品都有廣大的市場，另外Cordless Phone 及 Smart Card 是16-bit DSP 用量成長最快的二項產品。

●16-bit 以上 DSP

16-bit 以上 DSP 目前主要的應用產品是 DVD、攝錄影機、機頂盒、音響、MP3 播放器等，雖然目前這些產品都相當熱門，市場成長的潛力也被看好，但是與 16-bit DSP 的應用產品相較，16-bit 以上 DSP 的應用產品市場相形較小，所以連帶的使 16-bit 以上 DSP 的產值及出貨量都遠小於 16-bit DSP 的市場，未來只有隨著應用產品市場逐漸擴大，或是有其他更熱門的新興應用產品出現，否則16-bit 以上 DSP 成為應用主流趨勢仍須要一段長時間的蘊釀。

●市場大者恆大

由於 DSP 供應商長久以來的經營與發展，並且掌握了技術與架構的控制權，所以在全球的 DSP 供應商便呈現了大者恒大的寡占市場，以1999年為例，TI 是全球最大的 DSP 供應商，幾乎將近一半的市場，而第二名的供應商 Lucent，二者總共掌握了全球近四分之三的 DSP 市場，其影響力便可想而知。第三及第四大供應商分別是摩托羅拉以及 ADI，而其他供應商總共僅有不超過5%的市場占有率，市場寡占的情況相當明顯，而這也使的其他有意進入 DSP 市場的廠商，在市場與技術的掌握上，首先必須面對相當高的進入障礙。

國內發展 DSP 的廠商並不多，目前有聯發、聯詠、凌陽、創品、長茂等，而主要的應用產品是 DVD 與無線電話等，因此國內 DSP 的產值並不高；而在產品應用上，目前重要的 DSP 應用產品，如行動電話、數據機、HDD 等個人電腦與通訊領域應用產品，都是採用國際大廠的 DSP  solution，因此國內廠商尚無插足的餘地。

在未來的發展上，國內的業者如欲進入 DSP 領域，在目前這個寡占市場情況相當明顯的情勢之下，應避免與國際大廠在其擅長的領域正面交鋒，若能另闢市場，選擇利基產品切入，例如消費性電子產品市場，則尚有機會在 DSP 市場一搏。

● DSP 腹背受敵

最近幾年，訊號處理功能在越來越多的應用中變得很重要，從數位相機到發動機控制器無不如此。訊號處理需求的迅速成長為 DSP 供應商帶來了可觀利潤。例如：行動電話今年就將消耗數以億計的DSP 晶片。但是，隨著訊號處理技術向新的應用領域擴張，DSP 與其他類型晶片的競爭變得越來越激烈，而且 DSP 不時地會在這些直接對抗中敗下陣來。

●DSP vs. 通用處理器

舉例來說，在快速成長的消費電子領域，嵌入式通用處理器給 DSP 造成競爭壓力就越來越大。儘管許多通用處理器不具備專門的訊號處理特性，但它們能夠勝任中、低程度的訊號處理任務。而且嵌入式通用處理器的設計師正把訊號處理特性加進他們的架構之中，使得通用處理器能夠處理更加艱鉅的訊號處理應用。

隨著嵌入式通用處理器的訊號處理能力進一步增強，一項訊號處理應用是採用 DSP 還是通用處理器就越來越取決於性能以外的因素。例如：開發工具的適用範圍和品質、現成的軟體組件等常是選擇處理器的關鍵因素。目前來看，嵌入式通用處理器往往能為開發者提供強大的工具和現成的軟體組件，用於完成用戶介面等非訊號處理任務。相反地，DSP 通常為開發諸如音訊處理之類的訊號處理任務提供強大支援。如果系統設計師最關心的是非訊號處理軟體，特別是作業系統的選擇，那麼通常會想到採用通用處理器。

●DSP vs. FPGA

DSP 還面臨著 FPGA 的競爭，並且這種競爭也日趨激烈。在先進通訊基礎設備應用中，訊號處理的工作量正超出 DSP 的承受能力，這就為其它新類型元件進入這些應用帶來機會。FPGA 供應商對這些機會做出了回應：在他們的晶片中加入訊號處理特性。

直到最近，不少人還認為 FPGA 太昂貴而無法與 DSP 競爭。但是儘管 FPGA 比 DSP 貴很多，但在某些應用領域，FPGA 的單位訊息通道成本可低於後者。不過 FPGA 也面臨一些重大挑戰。大多數專長於訊號處理應用的工程師理解軟體開發方法，但並不懂採用 FPGA 的硬體開發方法。而 FPGA 現有的針對訊號處理的工具和 IP 模組還比不上發展較為成熟的 DSP 所有擁有的工具和軟體。這些綜合因素形成了 FPGA 的一個重大缺點：BDTI 公司的分析顯示，最佳化 FPGA 複雜訊號處理功能所花費的時間是最佳化 DSP 的5倍。儘管存在這種缺點，FPGA 的巨大性能優勢還是使其成為一些高階訊號處理應用的技術選擇。

面臨競爭產品的前後夾擊，DSP 的前景似乎不妙。但是 DSP 供應商也在不斷創新，以便其產品在更廣泛的應用中具有吸引力。例如：ADI 計畫使其 Blackfin 數位訊號處理器支援 Linux，此舉將使該系列數位訊號處理器遠勝過通用處理器。摩托羅拉公司最近則宣佈，將把它的數位訊號處理器與可重構硬體結合起來，以便抗衡 FPGA 的進步。隨著訊號處理應用的不斷擴張，DSP 處理器亦加入一些競爭技術的特性。或 釵~ 之後的 DSP、通用處理器和 FPGA 會變得很難區分吧！

●FPGA

FPGA（Field Programmable Gate Array，現場可程式化閘陣列）為 IC 產品的一種，能讓使用者很容易地設計製作自己所需要的系統，幫助客戶終端產品快速上市。在架構上，有較高的密度、高容量、耗電功率低、邏輯閘數較少、暫存器較多及腳位數多。 FPGA 主要適用於網路產品，如集線器（hub）、路由器（router）等網路設備及電子商務相關的設備。

FPGA 主要供應商有 Xilinx、Actel、Atmel、Lattice、Lucent、QuickLogic 與 Motorola，其中以 Xilinx 的市場占有率最大，為最大的供應商。