Transcript Slide 1
بررس ي DSPهاي Texas Instruments
استاد درس :دکتر مهدي فخرايي
ارائه دهنده :فرهاد رف رف
بهار ٨٩
1
سمينار درس پياده سازي اختصاص ي سيستم هاي DSP
مطالب اين سمينار از مراجع مذکور در انتهاي آن اقتباس شده است
رئوس مطالب
بررس ي خانواده TMS320
معرفي اجمالي خانواده OMAP
کاربردها در تلفن هاي همراه
بررس ي سيستم هاي اعشاري
پياده سازي FFTمميز شناور روي پردازنده مميز ثابت
TMS320C55
2
پردازنده هاي Texas Instruments
TMS320
خانواده هاي اصلي:
سري C2000
سري C5000
: C54xxمميز ثابت
: C55xxمميز ثابت
سري C6000
3
: C240xمميز ثابت
: C28xxمميز ثابت
: C62xxمميز ثابت
: C64xxمميز ثابت
: C67xxمميز شناور
پردازنده هاي Texas Instruments
TMS320
:C28XX
4
فرکانس کاري 135تا 150مگاهرتز
قابليت دوبار خواندن و يک بار نوشتن در حافظه در هر سيکل
بدون واحد Cache
يک واحد ALU
مبدل آنالوگ به ديجيتال 12بيتي
مولد شکل موج PWM
حافظه Flashداخلي
سيستم محاسباتي مميز ثابت
پردازنده هاي Texas Instruments
TMS320
:C55xx
5
فرکانس کاري 160تا 200مگاهرتز
قابليت سه بار خواندن و دو بار نوشتن در حافظه در هر سيکل
Cacheيک سطحي
دو واحد MACبا قابليت ضرب 17bit x 17bitدر هر سيکل
ALUاصلي 40بيتي ALU +کمک 16بيتي
واحد EMIFبراي دسترسي به حافظه خارجي
قابليت افزودن سخت افزار اختصاصي براي شتاب دهي به عمليات
تک هسته اي (ترکيب با ARM9و ARM11در خانواده )OMAP
سيستم محاسباتي مميز ثابت
پردازنده هاي Texas Instruments
TMS320
6
C67xx:
فرکانس کاري 350مگاهرتز
قابليت اجراي موازي هشت دستور در هر سيکل
Cache يک سطحي
سوئيچ Crossbarبا کارايي باال
واحد EMIFبراي دسترسي به حافظه خارجي
16 پورت سلاير صوتي استريو
تک هسته اي (ترکيب با ARM9در خانواده )OMAP
سيستم محاسباتي مميز شناور
پردازنده هاي Texas Instruments
OMAP
: OMAP
پردازنده هاي بزرگ با امکانات زياد براي کاربردهاي چند رسانه اي
سيار
توان مصرفي بسيار کم
چند هسته اي ،متشکل از پردازنده عام منظوره ARMو DSPهاي
سري ( TMS320اغلب C55و )C64و شتاب دهنده هاي PowerVR
استفاده گسترده در تلفن هاي همراه
7
N90, N91, N92, N95, N82, E61, E62, E63, E90, : Nokia
N900
Sony Ericsson Satio
Samsung OMNIA HD
پردازنده هاي Texas Instruments
OMAP
کاربردهاي خاص در تلفن هاي هوشمند:
8
همزمان سازي صدا و تصوير در ارتباط تصويري با پروتکل RTP
][1
شناسايي موثر اشياء در تصوير و جستجوي شيء در بين عکس ها
][2] , [3
تشخيص يک وضعيت خاص در تصوير براي تعامل شخص سوژه با
دوربين ][4
صفحه نمايش دوگانه با تفکيک پذيري باال براي افزايش مساحت
نمايش ][5
کاربردهاي طبي ،نظير اندازه گيري مدت زمان [6] QT
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
سيستم مميز ثابت:
سيستم مميز شناور:
9
محل قرار گرفتن مميز ثابت است
مقياس کردن مقادير بر عهده کاربر است
گستره ديناميک کوچک است
پياده سازي آن ساده است
محل قرار گرفتن مميز ثابت است ،اما يک ضريب نيز وجود دارد
مقياس کردن مقادير به طور خودکار توسط سخت افزار انجام مي شود
گستره ديناميک بسيار بزرگ است
پياده سازي آن پيچيده و پر هزينه است
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
مفهوم مميز شناور بلوکي:
10
بکارگيري ضريب مشترک براي مجموعه اي از مقادير
گستره ديناميکي مميز شناور
سادگي مميز ثابت
][7
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
11
رشد تعداد بيت در هر طبقه FFT
][7
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
12
بخش هاي حقيقي و موهومي Aو Bکوچکتر از يک
در طبقه اول WN0=1 :پس ضريب رشد حداکثر 2
است ،معادل يک بيت رشد
در طبقه دوم WN0=1 :و WNN/4=-iپس حداکثر يک
بيت رشد داريم
][7
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
در طبقه سوم :
حداکثر رشد برابر 2.4142است ،معادل 2بيت
][7
13
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
مقياس کردن ورودي هاي طبقه اول و دوم:
مقياس کردن ورودي هاي طبقات سوم به بعد:
14
کليه مقادير طبقه بايد يک بيت جاي رشد داشته باشند
کليه ورودي هاي طبقه بايد با ضريب يکسان طوري مقياس شوند که
بزرگترين ورودي بين 4/1و 2/1باشد
کليه مقادير طبقه بايد دو بيت جاي رشد داشته باشند
کليه ورودي هاي هر طبقه بايد با ضريب يکسان طوري مقياس شوند
که بزرگترين ورودي بين 8/1و 4/1باشد
کليه ضرايب مقياس کردن ذخيره مي شوند تا ضريب بازسازي
بلوک خروجي مشخص شود
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
15
بلوک دياگرام پياده
سازي مميز شناور
بلوکي FFT
][7
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
Exponent Encoder
سخت افزار اختصاصي براي محاسبه Exponent
منظور از Exponentتعداد شيفت هاي الزم در
Accumulatorبراي حذف بيت هاي عالمت زائد است
دستور : EXP
16
EXP AC0, T1
Exponentمربوط به آکوموالتور AC0را در رجيستر T1
ذخيره مي کند
اجراي آن يک سيکل طول مي کشد
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
17
مقايسه SNRاين روش با روش هاي ديگر
در نمودار فوق ،سيگنال ،خروجي مميز شناور 32بيتي
MATLABاست و نويز ،اختالف اين مقدار با خروجي روش
پياده سازي شده
][7
پياده سازي FFTمميز شناور بلوکي در
C55
18
مقايسه سرعت اين روش با روش هاي ديگر
][7
مراجع
[1] C. Kim, K. D. Seo, W. Sung, S. H. Jung,
“Efficient Audio/Video Synchronization Method for
Video Telephony System in Consumer Cellular
Phones”, ICCE 2006
[2] W. C. Chen, Y. Xiong, J. Gao, N. Gelfand, R.
Grezeszczuk, “Efficient Extraction of Robust Image
Features on Mobile Devices”, ISMAR 2007
[3] H. Bay, A. Ess, T. Tuytelaars, L. V. Gool,
“Speeded-Up Robust Features (SURF)”, 2008
Elsevier
19
مراجع
[4] A. Sapru, R. Lakkundi, N. Ahmed, “Gesture
Recognition by Line Fitting Over Significant Pixels”,
ISSPIT 2008
[5] V. Lipovac, V. Majer, “Integrated DualDisplay-Based 3G Mobile Phone / Wireless
Terminal”, CCNC 2009
[6] E. Lim, X. Chen, C. Ho, Z. Tin, M.
Sankaranarayanan, “Smart Phone-Based Automatic
QT Interval Measurement”, Computers in
Cardiology 2007
20
مراجع
[7] D. Elam, C. Lovescu, “A Block Floating Point
Implementation for an N-Point FFT on the
TMS320C55x DSP”, Texas Instruments Application
Report, SPRA948, 2003
[8] B. Venkataramani, M. Bhaskar, “Digital signal
processors: architecture, programming and
applications”, Tata McGraw-Hill, 2002
21