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