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