230 likes | 545 Views
Digitális jelfeldolgozó processzorok oktatása programozó hallgatóknak. Dr. Szabó István , Harasztosi Lajos, Guta Gábo r Debreceni Egyetem, Szilárdtest Fizika Tanszék. Oktassunk DSP-t ?. Mi a DSP jelentése és jelentőssége? A kurzus felépítése A hallgatói projektek szerepe. Mi a DSP?.
E N D
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, MP3 lejátszótól kezdve az orvos diagnosztikai eszközökön át a PC-k ig szinte mindenütt.
DSP DAC ADC 1010 1001 Mi a DSP? kicsit hangos Analóg jelfeldolgozás Digitálisjelfeldolgozás
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 F2632 Digitális jelfeldolgozásés 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. • Jelfeldolgozás • Programozás • Elektronika
Jelfeldolgozás • Minatvételezés ésdigitalizálás, 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
Felszereltség • 5 TMS320f243 (TI a versenyre) • 3 TMS320C31 • 1 AD-DSP • 5 TMS320f2047 (TI f243 helyett) • 2 TMS320C5402 (TI) • 2 TMS320C6711 (TI) • 2 TMS320C6211 (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, 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 TMS320F243 DSP Controller University of Debrecen GáborGuta, Attila Érsek, Norbert Gosztonyi, Sándor Melo, Dr. István Szabó
A szenzor: MEM gyorsulásmérő Mikro Elektrom Mechanikai Szenzor 0.1 mikrogram tömeg 1,3 mikron távolság a lemezek közt 2 nanometeres érzékenység
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.