Transcript DSP
Digital Signal Processing Devices By : M.R. ChitSaz S. Instructor: Dr. S.M. Fakhrai Spring 91 سرفصل ها • معرفی • کاربرد • TI int. • TI DSP • نیازهای تراشه های DSP • یک نمونه DSPنسل جدید • نتایج 2 ]DSP [1 • Digital Signal Processing • دستکاری سیگنال • محاسبات بصورت ( Real Timeبصورت عمومی) • محاسبات به روش پردازش سیگنال دیجیتال • معموالً بصورت انجام محاسبات تکراری عمل می کند • در پردازنده باید موارد زیر بهینه شوند: • قیمت • مصرف توان • میزان حافظه استفاده شده • زمان توسعه • سرعت 3 معماری اولیه [4]DSP 4 ]A Typical DSP System[1 چیپ DSP حافظه مبدل (دلخواه) مبدل آنالوگ به دیجیتال مبدل دیجیتال به آنالوگ MEMORY ADC DSP بخش ارتباطی سلایر موازی DAC PORTS 5 جمع و ضرب][1 Architecture: MAC: Circular buffer: RISC based: single clock per instruction Harvard Architecture: separate instruction & data ضرب 5*3 = 15 0000 0011 0000 0011 = 0011 0011 0011 0011 x x x x 8 4 2 1 x x x x جمع 1+2 = 3 0 1 0 1 0001 0010 + 0011 3 شیفت و جمع عملکرد MAC این اعمال بطور متوسط 70سیکل ساعت برای پرسسورهای عمومی طول می کشد در حالی که در پردازشگر سیگنال دیجیتال یک سیکل ساعت زمان می برد. 5 رابطه مورد استفاده در بیشتر DSP A = B*C + D E = F*G + A .. . ساختار MAC Multiply, Add, and Accumulate 6 ][1کاربردها • مخابراتی • مولتی پلکس کردن • کدینگ و دی کدینگ • فشرده سازی • نظامی • • • پردازش سونار و رادار سیستمهای پیگیری بصری برای هدایت لیزری اسلحه مخابرات رمزی • پزشکی • تصاویر MRI • سرگرمی • 7 تحلیل و افکت گذاری صدا و تصویر کاربرد][5 • 8 ][3نمونه کاربرد 9 نمونه کاربرد][3 • طراحی سیستم کنترل نویز فعال ) (ANCتک کاناله • حذف اعوجاج فرکانس پایین • تولید فاز معکوس • DSPجهت تحلیل نویز 10 [نمونه کاربرد3] Primary noise 3. Error Microphone Noise source 2. Canceling Loudspeaker 1. Reference Microphone y(n) x(n) ANC e(n) 11 [نمونه کاربرد3] Disturbance Speaker Input Mic Amplifier Control Speaker Power Amplifier A/D Error Mic Amplifier A/D D/A DSP 12 TI in Europe[1] ALMELO FREISING NORTHAMPTON NICE Tel Aviv Israel 13 TI supports the entire signal chain[1] The Real World Temperature Amplifier #1 Data Converter #2 Low Power RF Pressure Position Speed Flow Humidity Power Management #1 Embedded Processing #3 Sound Light Identification Amplifier #1 Data Converter #2 Interface #1 Logic #1 14 TI هایDSP[1] EEEs Broadband Wireless (Emerging End Equipments) eXpressDSP™ Real-Time Software Technology C2000™ DSP C5000™ DSP C6000™ DSP Motor Control DSP Personal DSP Broadband Infrastructure DSP • در جهت حل جدیدترین نیازها • تکنولوژیهای توسعه ونرم افزارهای کارآمد های قابل برنامه ریزیDSP • در سیستم SOC • سیستمهای مجتمع شده Chip Create Leadership CMOS Process & Manufacturing Technology 15 TMS320 Family[1] 16-Bit Fixed Point Devices 32-Bit Floating Point Devices ’C1x Hard-Disk Controllers ’C3x Videophones ’C2x Fax Machines ’C4x Parallel Processing ’C2xx Embedded Control Other Devices ’C5x Voice Processing ’C54x ’ Digital Cellular Phones ’C67x Advanced VLIW Processor Wireless Base Stations/Pooled Modems/DSL Best DSP of 2001 ’C6x ’C8x C8x multiprocessor DSPs Video Conferencing 16 [1] C64x هایDSP مقایسه C62x Fixed-Point DSP Generation C64x Fixed-Point DSP Generation C67x Floating-Point DSP Generation Clock Rate(MHz) 150-300 600-1100 150-167 MIPS/MFLOPS 1200-2400 MIPS 4800-8800 MIPS 600-1000 MFLOPS 16-bit MMACS 300-600 3400-4400 300-333 8-bit MMACS 300-600 4800-8800 300-333 Broadband Communications General Imaging General Special-purpose Instructions Special-purpose Instructions General General 17 C64x [1] 18 [1] ابزار توسعه The tools for three stages: 1.Algorithms development: Textual-based tools: C and Assembly. MATLAB with DSP toolboxes. 2.System-level design: MATLAB and simulink DSP toolboxes. RIDE or VAB rapid tool. 3.Hardware and embedded software implementation: Code Composer Studio (CCS) with developer’s kit for TI C6x EVM. RIDE with DSP board from third-party of DSP venders. VAB with TI or third-party DSP board. 19 نسل بعدی ][2 • کار در رنج وسیع ولتاژی • کار در دو مد سرعت و تاحدممکن کم مصرف • مقاوم در مقابل تغییرات ساخت • موازی سازی 20 [طراحی جدید2] • کارکرد بهینه در دو مد سرعت و توان 587MHz at 1.0V (113mW)– 3.6MHz at 0.34V (720μW) • (in last gen. Peak Power (0.13micron):12.38W at 1.2 C64x • برپایه GHz) 28nm• SOC • 32bit • ULP • cell • طراحی 21 [2] 22 منابع 1. 2. 3. 4. 5. www.ti.com Nathan Ickes,Gordon Gammie, Mahmut E. Sinangil,Rahul Rithe, … “A 28 nm 0.6 V Low Power DSP for Mobile Applications” , IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 47, NO. 1, JANUARY 2012 “DESIGN OF SINGLE-CHANNEL FEEDFORWARD ACTIVE NOISE CONTROL SYSTEM”, United Arab Emirates University College of Engineering Graduation Projects Unit http://bear.ces.cwru.edu/ecmp_488/ berkeley uni. DSP market http://www.byclb.com/TR/Tutorials/dsp_advanced/ch 4_1.htm 23