国产高端DSP新突破，中国电科发布“魂芯二号A”单核性能4倍业界
国产高端DSP推出
4月23日，中国电科38所在福州举行的首届数字中国建设峰会上，发布了实际运算性能业界同类产品最强的数字信号处理器——“魂芯二号A”。该芯片由38所完全自主设计，在一秒钟内能完成千亿次浮点操作运算，单核性能超过当前国际市场上同类芯片性能4倍。
“中兴事件”发生后，国产高端CPU以及DSP等高端芯片成为业界关注的重点，中国高端国产DSP的推出，军用转成民用，标志着国产芯片在替代国外同类芯片出现新的机遇。
高性能芯片被誉为“工业粮草”，代表了一个国家信息技术水平。一直以来，我国在高性能数字信号处理器(DSP)方面始终依赖进口。 12年前，38所就开始进入数字信号处理器芯片领域。2012年，该所推出我国自主研发的首款实用型高性能浮点通用DSP芯片——“魂芯一号”，性能高于同期市场同类DSP芯片4~6倍，并成功应用在我国空警-500预警机雷达等多个国防科技装备上，成为我国首款广泛应用于国防科技装备的高端自主数字信号处理器。
“魂芯二号A”采用全自主体系架构，研发历时6年，突破了控制器设计等多个技术难题，获得国家技术发明专利、软件著作权等科技成果30余项；拥有当前业界性能最强的DSP核，实现了对国内外同类产品性能指标的超越。
与‘魂芯一号’相比，‘魂芯二号A’的性能和普适性更好，目前已具备量产能力。“魂芯一号”是我国首款从指令集、体系结构、开发环境均自主设计的DSP芯片，“魂芯二号A”同样采用全自主体系架构，外观只比一元硬币稍大一点，但其运算性能是“魂芯一号”的4.8倍，而且接口更多更好用，具有相对良好的应用环境和调试手段。
比如，“魂芯一号”当时采用的是单核处理器、68个运算部件、600多条指令、24Mb存储容量，而“魂芯二号A”在这些方面已经全面升级，单核变成了双核，运算部件扩展到84个，指令增加到1400多条，存储容量扩大到48Mb。单核实现1024浮点FFT (快速傅里叶变换)运算仅需1.6微秒，运算效能比德州仪器公司TMS320C6678高3倍，实际性能为其1.7倍，器件数据吞吐率达每秒240Gb。
美国德州仪器公司生产的TMS320C6678芯片，是目前国际市场上通用的DSP产品。与国际市场同类产品相比，“魂芯二号A”同样表现出色，并且实现性能的全面超越。在实际运算性能与德州仪器公司产品相当的情况下，功耗下降三分之一，在可靠性、综合使用成本等方面全面优于进口同类产品。
另外，国外产品一般需要通过可编程逻辑阵列器件，来连接模拟数字、数字模拟信号变换器，‘魂芯二号A’可与高速模拟数字、数字模拟信号变换器直接互联，具备相关时序接口，可以实现P波段射频直采软件无线电处理形态。 ”洪一说，“魂芯二号A”明显更好用，未来可以覆盖C波段、X波段等更高的频段。
目前，“魂芯二号A”拥有当前国际市场上性能最好的DSP核，实现了市场上同类产品性能指标的超越，荣获国家技术发明专利、软件著作权等科技成果30余项。 “‘魂芯二号A’不仅支持多种协议，而且支持片上网络调试、远程调试，为系统维护开发提供便捷和快速实现手段。这一芯片在数据吞吐、灵活性、易用性等方面获得了良好的平衡。
作为通用DSP处理器，“魂芯二号A”将广泛运用于雷达、电子对抗、通信、图像处理、医疗电子、工业机器人等高密集计算领域。目前，正在多种重大装备以及图像处理领域中推广使用。
中国电科首席科学家、“魂芯二号A”总设计师洪一介绍，“魂芯二号A”的推出，使得软件无线电从理想走向现实，芯片功能逐渐取决于软件算法的更新成为可能，为我国建立自主体系高端DSP产品谱系奠定坚实基础。
未来，从技术角度来说，我们要构建一个全软件化的处理平台，首先努力把产品进行谱系化和系列化；其次要细化应用领域，让‘魂芯’系列芯片更高效，更有竞争力，为人工智能计算、大数据计算等提供强有力的支撑。