CH1 DSP WE 2014-2015
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Les processeurs detraitement du signal (DSP)
1AU: 2014/2015 Architecture des systmes embarqusW.Elhamzi
Rseaux et Systmes Embarqus 2
Wajdi [email protected]
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Plan
2AU: 2014/2015
Chapitre I: Introduction aux DSP
Chapitre II: Architectures des DSP
Chapitre III: Architecture interne du TMS320 C67X
Chapitre IV: tude pratique du pipeline pour le TMS320 C64X
Chapitre V: Techniques doptimisation
Architecture des systmes embarqusW.Elhamzi
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Chapitre I:Introduction aux DSP
3AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Rseaux et Systmes Embarqus 2
Wajdi [email protected]
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4Gnralits surles processeurs DSP
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DSP = Digital Signal Processor
Processeur de traitement Numrique du Signal
Un DSP est un type particulier de microprocesseur.
Il intgre un ensemble de fonctions spciales destines le rendre particulirement performant dans le domaine du traitement numrique du signal (TNS).
Il se prsente gnralement sous la forme dun microcontrleur intgrant, selon les marques et les gammes des constructeurs, de la mmoire, des timers, des ports srie synchrones rapides, des contrleurs DMA, des ports dE/S divers.5AU: 2014/2015
Introduction aux DSP
Prsentation des DSP
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DSP: une introduction Quel est le contexte dutilisation du traitement numrique du
signal (TNS) ?
De quelles solutions dispose-t-on pour effectuer ce travail ?
Quelle est la spcificit dun processeur DSP(Digital Signal Processor) ?
6AU: 2014/2015 Introduction aux systmes embarqusW.Elhamzi
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Traitement numrique vs. analogique
7AU: 2014/2015Introduction aux DSP
En quoi le passage par le numrique est-il intressant, mme lorsque lentre et la sortie sont analogiques ?
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Pourquoi le TNS ?
8AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Les principaux avantages du calcul numrique / au calcul analogique :
Grande rsistance aux bruitsovariations des tensions dalimentationovariations de la tempratureointerfrences lectromagntiques (EMI)
Indpendance par rapport aux tolrances de fabricationPrcision arbitraireStabilit dans le tempsStockage des donnes sans dgradationProgrammation flexible et dveloppement rapide
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Traitement Numrique vs. Analogique
9AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Chaine de Traitement Numrique
10AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Chane classique de traitement numrique du signal :
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Operations classiques en TNS
11AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Operations classiques en TNS
12AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Avantages des DSPTous les systmes bases de DSP bnficient des avantagessuivants :
Souplesse de la programmation
Implmentation dalgorithmes adaptatifs
Stabilit
Reconfigurabilit
13AU: 2014/2015 Introduction aux systmes embarqusW.Elhamzi
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Processeurs de traitement de signal "DSP"
14AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Amplificateur Home Cinma
Lecteur code barre
Console de Mixage Tlphonie Mobile
Autoradio
Produits utilisant les DSP:
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Domaine dapplication des DSP
15AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Communications Modem, tlphonie Tlvision & radionumrique Cryptage
Audio Mixage et dition Effets Suppression de bruit Annulation dcho
Image / Vido Compression/Codage Traitement
Militaire Imagerie (radar, sonar) Cryptographie Guidage de missiles Navigation
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Domaine dapplication des DSP
16AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Mdical Equipements demonitoring (EEG,ECG) Imagerie (IRM)Instrumentation Analyseurs despectre Gnrations defonctions
Automatisation Commande demachines Contrle de moteurs RobotsAutomobile Contrle du moteur Assistance au freinage Aide la navigation Commandes vocales Tableau de bord
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Principaux constructeurs des DSP
17AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Applications des processeurs DSP
18AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Rmq: Les SoCs, et ASIC sont galement trs utilises pour desapplications similaires, mais ne sont pas comptabilises ici.
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Application type : Modem ADSL
19AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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LCD TV
20AU: 2014/2015Introduction aux DSP
TV numrique : affiche la vido numrique /analogiqueLCD (Liquid Crystal Display)
Module de base:DSP - dcodeur MPEGxpour vido, voix: AC3/MPEG pour le traitement audio.
MCU contrleur du systme lectronique, rseau.
Interface Vido/audio
Unit dalimentation
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Digital Video Recorder
21AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Le systme inclut :
Processeur DSP: MPEGCPUTriple DACNTSC/PAL, Svido et YPrPbInterface FPGA/PCI -commander letransfert desdonnes et le busPCI.CODEC StroAudio , Interfaceutilisateur, Blocdalimentation
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Radar
22AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Digital Still Camera
23AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Plateformes matrielles pour le traitement
numrique du signal
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Solutions matrielles pour le TNS
25AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Exemple d'un filtre RIFArchitecture ddie (FPGA/ASIC)
26AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Exemple d'un filtre RIFArchitecture processeur
27AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Exemple d'un filtre RIFArchitecture processeur
28AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Spcificits des DSP
29AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Objectifs :
Rduire les accs mmoire
Augmenter les accs mmoire simultans
Rduire le temps pass pour faire des calculs
Instruction MAC( multiplication-accumulation)en 1 seul cycle dinstruction
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Microprocesseur dusage gnral(General Purpose Processor, GPP)
30AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Microcontrleurs
31AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Processeurs DSP
32AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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DSP et processeur dusage gnral
33AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Exemple : TMS320C6200 vs. Pentium
34AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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GPU (Graphics Processing Unit)
35AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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FPGA (Field-Programmable GateArray)
36AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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Compromis pour limplantationdalgorithmes de traitement du signal
37AU: 2014/2015Introduction aux DSP
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38AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Quel processeur utiliser pour le TNS
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Quel processeur utiliser pour le TNS
39AU: 2014/2015Introduction aux DSP
Les processeurs detraitement du signal (DSP)PlanChapitre I: Introduction aux DSPDiapositive numro 4Prsentation des DSPDSP: une introductionTraitement numrique vs. analogiquePourquoi le TNS ?Traitement Numrique vs. AnalogiqueChaine de Traitement NumriqueOperations classiques en TNSOperations classiques en TNSAvantages des DSPProcesseurs de traitement de signal "DSP"Domaine dapplication des DSPDomaine dapplication des DSPPrincipaux constructeurs des DSPApplications des processeurs DSPApplication type : Modem ADSLLCD TVDigital Video RecorderRadar Digital Still CameraDiapositive numro 24Solutions matrielles pour le TNS Exemple d'un filtre RIFArchitecture ddie (FPGA/ASIC)Exemple d'un filtre RIFArchitecture processeurExemple d'un filtre RIFArchitecture processeurSpcificits des DSP Microprocesseur dusage gnral(General Purpose Processor, GPP) Microcontrleurs Processeurs DSPDSP et processeur dusage gnralExemple : TMS320C6200 vs. Pentium GPU (Graphics Processing Unit) FPGA (Field-Programmable Gate Array)Compromis pour limplantationdalgorithmes de traitement du signalQuel processeur utiliser pour le TNSQuel processeur utiliser pour le TNS