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