CH1 DSP WE 2014-2015

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Les processeurs de traitement du signal (DSP) 1 AU: 2014/2015 Architecture des systèmes embarqués W.Elhamzi Réseaux et Systèmes Embarqués 2 Wajdi Elhamzi [email protected]

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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]

  • 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

  • Chapitre I:Introduction aux DSP

    3AU: 2014/2015Introduction aux DSP

    Rseaux et Systmes Embarqus 2

    Wajdi [email protected]

  • 4Gnralits surles processeurs DSP

  • 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

  • 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

  • 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 ?

  • 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

  • Traitement Numrique vs. Analogique

    9AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Chaine de Traitement Numrique

    10AU: 2014/2015Introduction aux DSP

    Chane classique de traitement numrique du signal :

  • Operations classiques en TNS

    11AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Operations classiques en TNS

    12AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 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

  • 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:

  • 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

  • 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

  • Principaux constructeurs des DSP

    17AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 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.

  • Application type : Modem ADSL

    19AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 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

  • 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

  • Radar

    22AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Digital Still Camera

    23AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 24

    Plateformes matrielles pour le traitement

    numrique du signal

  • Solutions matrielles pour le TNS

    25AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Exemple d'un filtre RIFArchitecture ddie (FPGA/ASIC)

    26AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Exemple d'un filtre RIFArchitecture processeur

    27AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Exemple d'un filtre RIFArchitecture processeur

    28AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 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

  • Microprocesseur dusage gnral(General Purpose Processor, GPP)

    30AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Microcontrleurs

    31AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Processeurs DSP

    32AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • DSP et processeur dusage gnral

    33AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Exemple : TMS320C6200 vs. Pentium

    34AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • GPU (Graphics Processing Unit)

    35AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • FPGA (Field-Programmable GateArray)

    36AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • Compromis pour limplantationdalgorithmes de traitement du signal

    37AU: 2014/2015Introduction aux DSP

  • 38AU: 2014/2015Introduction aux DSP

    Quel processeur utiliser pour le TNS

  • 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