DSP

Report
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

similar documents