雖然在風(fēng)頭上，儀器儀表及工業(yè)自動控制（簡稱儀控）產(chǎn)業(yè)似乎不如3G、新潮有趣的消費電子等話題那樣抓人眼球、受媒體熱捧，但通過以下一些數(shù)據(jù)，我們就可以看到，該產(chǎn)業(yè)在中國同樣蘊藏著巨大的市場機會，并且在產(chǎn)品的功能和技術(shù)特性要求方面隨著需求的變化呈現(xiàn)出新的特點。

眾所周知，中國政府正在逐步落實的4萬億投資計劃中，很大一部分是關(guān)于加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的政策，其中重點包括電力、鐵路、機場、城市地鐵等系統(tǒng)的建設(shè)。例如，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)分別公布了上調(diào)2009、2010兩年投資額度的規(guī)劃�？傮w來看，預(yù)計兩大電網(wǎng)公司在明后兩年全國范圍內(nèi)年電網(wǎng)投資額度將達到4650億元，比原規(guī)劃的3350億元上調(diào)了38％，這將為輸、配電設(shè)備、保護設(shè)備及其它電力自動化設(shè)備市場注入活力。而建設(shè)高速鐵路需要現(xiàn)代化的路網(wǎng)指揮系統(tǒng)、現(xiàn)代化的高速機車、鐵軌監(jiān)測和養(yǎng)護系統(tǒng)，這些都給各種自動化信息處理、機車控制系統(tǒng)和測量測試設(shè)備帶來廣闊的市場空間。

另外，在此巨額投資計劃中，毫無疑問，環(huán)境治理和節(jié)能減排將是其中受惠較大的領(lǐng)域之一，從而將推動中國能源、化工等產(chǎn)業(yè)進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，這對應(yīng)用于這些產(chǎn)業(yè)的各種各樣自動化設(shè)備產(chǎn)生了大量需求，對諸如環(huán)境監(jiān)測分析儀器等各類專業(yè)儀器儀表的需求也是很大的推動力量。

而賽迪顧問（CCID）的研究數(shù)據(jù)表明，近幾年“隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，中國儀控產(chǎn)業(yè)的年增長率連續(xù)四年超過20％。”按照CCID的劃分，中國儀器儀表產(chǎn)業(yè)包含四塊：工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)（IAICS）；科學(xué)測試儀器；專業(yè)儀器儀表；以及一般儀器儀表。其中，由于中國正處在工業(yè)化的關(guān)鍵階段，對自動化儀表與控制系統(tǒng)有很大的需求，成長迅速。另一個增長點是專業(yè)的儀器儀表，其中環(huán)境監(jiān)測分析儀器增長較快；其他產(chǎn)品如光學(xué)儀器、測試機器、地質(zhì)勘探及地震儀器儀表、教學(xué)儀器等則保持穩(wěn)步增長。

更高要求的設(shè)計需求

上述產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)更新和國家節(jié)能工程的實施等對儀器儀表及工業(yè)自動控制設(shè)備的開發(fā)提出了以下一些更高的要求，即：

-        所用芯片方案和系統(tǒng)設(shè)計必須事先高效節(jié)能

-        可實現(xiàn)精確高速控制和測量

-        具有更強的通訊能力

-        所用方案能實現(xiàn)簡化設(shè)計

-        穩(wěn)定可靠地工作

作為廣泛應(yīng)用于儀控設(shè)備中的一種核心處理平臺，DSP自然也要順應(yīng)這些設(shè)計趨勢和更高的要求。ADI公司針對測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用的多種DSP方案就很好地貼合了上述設(shè)計需求，其中包括近十年來半導(dǎo)體行業(yè)較耀眼的設(shè)計巨作并且樹立了行業(yè)新標桿的通用DSP——Blackfin系列和業(yè)界較穩(wěn)定的浮點DSP—SHARC系列。

Blackfin處理器代表了一種新型32位嵌入式處理器，它非常適合結(jié)合復(fù)雜任務(wù)調(diào)度和高性能數(shù)字信號處理的應(yīng)用——所以我們也可以把它稱為匯聚處理器。例如Blackfin處理器可以進行復(fù)雜的運動控制或測試測量，同時還支持多模式通信及系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度。正是這種軟件靈活性和可擴展性的獨特結(jié)合為Blackfin處理器贏得了匯聚應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的適應(yīng)性。

SHARC處理器占據(jù)浮點數(shù)字信號處理器市場的主要份額，其高性能的內(nèi)核具有卓越I/O吞吐率和優(yōu)異的存儲器性能。以每美元319 MFLOPS 起價，SHARC系列處理器為對要求廣動態(tài)范圍的應(yīng)用（例如工業(yè)和儀器儀表、醫(yī)用產(chǎn)品）提供浮點處理的低成本解決方案。

中國的應(yīng)用實例

ADI DSP以其優(yōu)異的綜合性能和電磁兼容性受到業(yè)界廣泛好評，具有可靠性高、低功耗的特點，并帶有豐富的接口，且溫度范圍寬。它們正在為諸多測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用系統(tǒng)提供核心動力，包括測試測量儀器、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測系統(tǒng)、運動控制、電力線保護設(shè)備、智能電表、鐵路及軌道運輸系統(tǒng)等。

圖1：南瑞繼保選用SHARC和Blackfin開發(fā)PLM(電力線監(jiān)控)設(shè)備。

ADI在中國也展開了廣泛合作，并將測試測量和控制設(shè)備領(lǐng)域作為其DSP的重要戰(zhàn)略目標之一。例如，ADI與南京南瑞繼保電氣有限公司有著多年的合作，十年前，南瑞繼保開始使用ADI公司的218x系列16位定點數(shù)字信號處理器。隨著多種基于Blackfin與SHARC處理器的成功產(chǎn)品取代了基于微處理器與微控制器的設(shè)計，信號處理架構(gòu)在該公司產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用不斷擴展。結(jié)果，該公司目前的大多數(shù)新產(chǎn)品設(shè)計都基于ADI公司的數(shù)字信號處理器。圖1所示為其中一個合作項目——PLM(電力線監(jiān)控)設(shè)備的例子，這類設(shè)備采用了ADI 的Blackfin和SHARC系列DSP。南瑞采用Blackfin和SHARC的原因是它們提供了對電力網(wǎng)故障和瞬變事件的檢測和響應(yīng)能力，這里DSP的性能與可靠性是他們較重要的考量因素。

而在測試測量領(lǐng)域，ADI DSP也在幫助本土廠商從占據(jù)低端產(chǎn)品主導(dǎo)地位向提高技術(shù)含量、推出更多中高端設(shè)備產(chǎn)品邁進。例如，中國的數(shù)字存儲示波器（DSO）、信號發(fā)生器、頻譜分析儀和邏輯分析儀制造商普源精電公司為其整個產(chǎn)品系列尋求足夠通用和功能足夠強大的信號處理平臺時，就轉(zhuǎn)向了ADI Blackfin處理器。

普源精電選擇ADI Blackfin處理器的一個原因是Blackfin本身就具有采用統(tǒng)一架構(gòu)的微控制器(MCU)和信號處理功能，這樣就不再需要單獨的數(shù)字信號和控制處理器。由于Blackfin能夠以較低成本提供前所未有的處理能力，因此其性價比是吸引中國客戶的另一個重要因素。

普源精電制造的完整DSO產(chǎn)品線包含兩個產(chǎn)品系列：DS5000C和DS50000M以及DS3000B和DS3000M，這些產(chǎn)品均有彩色和單色顯示器可供選擇，并且都附帶各種其它特性以滿足客戶的個別要求。示波器的差異化參數(shù)包括帶寬、時基(設(shè)定繪制痕跡線的速度，并以每格的秒數(shù)對其進行校準)、采樣率和通道數(shù)(允許顯示一路以上的輸入信號)、存儲容量、觸發(fā)類型(來自外部源的脈沖、視頻或邊沿觸發(fā))以及許多其它變量。

圖2：采用Blackfin的數(shù)字存儲示波器（DSO）系統(tǒng)框圖。

普源精電公司還生產(chǎn)一整套虛擬儀器產(chǎn)品線。這些虛擬儀器包括：帶頻譜分析儀的示波器，它采用了快速傅利葉變換(FFT)，以及將波形轉(zhuǎn)換成其頻譜分量的數(shù)學(xué)處理；同時具有頻譜分析儀和邏輯分析儀的示波器；附帶頻譜分析儀和電池的便攜式示波器；第一款將與信號發(fā)生器整合在一起的DSO，它可以產(chǎn)生交流電，可用來測試或測量電路。

以上兩個產(chǎn)品線均采用了Blackfin ADSP-BF531處理器作為核心處理器平臺。Blackfin處理器系列的優(yōu)勢在于，它是為了滿足像普源精電產(chǎn)品這樣的工業(yè)/儀器儀表和通信應(yīng)用的計算要求和功耗限制而專門設(shè)計的。Blackfin處理器將突破性的信號處理性能和功效與RISC編程模型結(jié)合在一起，可以在同一處理器上的硬實時信號處理任務(wù)與系統(tǒng)控制任務(wù)之間靈活地分配資源。Blackfin處理器的可編程特性使普源精電的工程師能方便地修改其基于Blackfin的硬件平臺，從而以滿足各種客戶需求的價位創(chuàng)建整個產(chǎn)品系列。

普源精電公司還發(fā)現(xiàn)，Blackfin豐富的外設(shè)使得該公司能夠?qū)崿F(xiàn)小尺寸、低成本的產(chǎn)品。BF531處理器包含通過幾個高帶寬總線連接至內(nèi)核的外設(shè)，從而提供了系統(tǒng)配置的靈活性以及出色系統(tǒng)總體性能。通用外設(shè)包含諸如UART、具有脈寬調(diào)制(PWM)和脈沖測量功能的定時器、通用標志I/O引腳、實時時鐘以及看門狗定時器。此外，該處理器還具備用來連接至各種音頻、視頻和調(diào)制解調(diào)器編解碼器功能的高速串行和并行接口，和用來靈活管理來自片上外設(shè)或者外部源的中斷信號的中斷控制器，以及用來適應(yīng)許多應(yīng)用要求的處理器和系統(tǒng)的性能和功耗指標的電源管理控制功能。

Blackfin功能特性的靈活性已經(jīng)極大地改變了普源精電的產(chǎn)品線，在ADI的其它Blackfin系列處理器的幫助下，該公司計劃垂直擴展其產(chǎn)品系列，從而以各種價位向其客戶提供更多選擇。

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