Digitális jelfeldolgozó processzorok oktatása programozó hallgatóknak Dr. Szabó István, Harasztosi Lajos, Guta Gábor Debreceni Egyetem, Szilárdtest Fizika Tanszék
Oktassunk DSP-t ? • Mi a DSP jelentése és jelentőssége? • A kurzus felépítése • A hallgatói projektek szerepe
Mi a DSP? A DSP a Digital Signal Processing vagy Digital Signal Processor betûszó rövidítése, ami magyarul digitális jelfeldolgozást illetve Digitális jelfeldolgozó Processzort jelent. Napjainkra egyre nagyobb jelentõsége van, mind a tudományterületnek, mind az erre tervezett processzoroknak. A DSP processzorok megtalálhatóak a mobiltelefonoktól, MP 3 lejátszótól kezdve az orvos diagnosztikai eszközökön át a PC-k ig szinte mindenütt.
Mi a DSP? kicsit hangos Analóg jelfeldolgozás Digitális jelfeldolgozás DSP DAC ADC 1010 1001
A DSP processzor jellemzői • Gyors aritmetika (összeadás és szorzás) • Gyors adatmozgatás (Harward architektura) • Belső perifériák (Analóg, digitális, időzítők) • Különleges címzési módok (bitfordított, ciklikus)
A kurzus felépítése F 2632 Digitális jelfeldolgozás és jelfeldolgozó processzorok Tematika Lineáris rendszerek és jellemzőik. Fourier sorok, Fourier transzformáció. Konvolúció, Dekovonlúció. Analóg digitális átalakítók. Digitális szűrők. DFT-FFT. Tömörítés. Digitális jelfeldolgozó processorok (DSP*) Felépítés, sajátságok, címzési módok, utasításkészlet, memória modellek. Valós idejű jelfeldolgozás DSP processzorokkal. Az előadásokhoz kapcsolódó gyakorlatok során egy fejlesztő rendszer (DSK) segítségével mintafeladatok megoldásán keresztül sajátítható el a DSP processzorok programozása és alkalmazása: Ismerkedés a DSK rendszerrel, A/D-D/A átalakító vezérlése, FIR és IIR szűrők, FFT, tömörítés: valós idejű kódolás és dekódolás. Ø Jelfeldolgozás Ø Programozás Ø Elektronika
Jelfeldolgozás • Minatvételezés és digitalizálás, a mintavételezési tétel • Jelek statisztikus jellemzése • Az idő és a frekvencia tér kapcsolata: • Fourier sorok, Fourier transzformáció. • Diszkrét Fourier transzformáció, FFT. • Lineáris rendszerek, Konvolúció, szűrés • Digitális szűrők (impulzus és frekvencia válasz) FIR, IIR • Szűrőtervezés, A Z- és a Laplace transzformáció • Jel kódolás és moduláció • Tömörítési technikák: beszéd, zene, kép, videó
Programozás • • A processzor felépítése, utasítás készlete, címzési módok A fejlesztő rendszer elemei és használatuk A belső perifériák programozásával egyszerű hardwares feladatok (Digitális I/O: led villogtatása, digitális bemenet olvasása) jelgenerálás (PWM: timer: szinusz generálás és vizsgálat) FFT (speciális címzési módok: gyors fourier transzformáció megvalósítása) szűrés (ADC: FIR, IIR szűrők tervezése és megvalósítása) kommunikáció (SCI, CAN) • • Motor vezérlési feladat (AC, DC, léptető motor)
Elektronika § § § Az impedancia fogalma, fazorok Passzív analóg szűrők felépítése és jellegzetességei A műveleti erősítő Analóg - Digitális és Digitális - Analóg átalakítók Soros és párhuzamos jeltovábbítási technikák
DSK és a segédáramkörök
Felszereltség • 5 TMS 320 f 243 (TI a versenyre) • 3 TMS 320 C 31 • 1 AD-DSP • 5 TMS 320 f 2047 (TI f 243 helyett) • 2 TMS 320 C 5402 (TI) • 2 TMS 320 C 6711 (TI) • 2 TMS 320 C 6211 (TI) • CCS 2. 0 (TI) • Labview (NI) • 5 számítógép (2 Mat-Inf) • Oktatási anyagok, programok
A hallgatói projektek szerepe • Az ismeretek integrálása • Motiváció • Csapatmunka, munkamegosztás • Alkalmazási lehetőségek feltárása • Megmérettetés
Megmérettetés • TI DSP and analog challenge 2000 – Nevezett: 266 világszerte, 74 európai, 1 magyar – Beküldte: 241 világszerte, 59 európai, 1 magyar • Bekerültünk a legjobb tizenötbe! (UDDSPG) – Canada, China, Hungary, Indonesia, Japan, Israel, Singapore, South Africa, Sweden, Taiwan, United Kingdom, United States • Az első három – Israel, United States, Japan
A versenymű Implementing a Speedometer for Walking and Running with the TMS 320 F 243 DSP Controller University of Debrecen Gábor Guta, Attila Érsek, Norbert Gosztonyi, Sándor Melo, Dr. István Szabó
A hardware
Csapatmunka
Tesztelés
A szenzor: MEM gyorsulásmérő Mikro Elektrom Mechanikai Szenzor 0. 1 mikrogram tömeg 1, 3 mikron távolság a lemezek közt 2 nanometeres érzékenység
A jelek (séta és futás)
Egy kis biomechanika
Oktassunk DSP-t ! • Az egyik legdinamikusabban informatikai ágazat • Izgalmas megoldásra váró problémák • Alapvetően interdiszciplináris, csapatmunkát kíván • Alkalmazás és projekt orientált megközelítés Egy eredményesen megoldott hallgatói projektből megszülethet egy jól használható kutatási eszköz vagy egy sikeres termék.
Скачать презентацию Digitális jelfeldolgozó processzorok oktatása programozó hallgatóknak Dr Szabó
f4b0f6250adc3fe0f2b83adc1ce36129.ppt