Le DSP : processeur de signaux numériques

Résumé du document

Description d'un DSP, un processeur de signaux numériques, un micro contrôleur un peu spécialisé, possédant des fonctions et des armes puissantes en ce qui concerne la précision du traitement ainsi que la vitesse.

Extraits

[...] Un DSP n'intègre pas uniquement la fonction traitement des signaux mais peu se comporter comme un microcontrôleur classique. *La chaîne d'acquisition et de restitution du signal : résolution (nombre de bits nécessaires pour quantifier le signal) vitesse d'échantillonnage ¤Technologie et type de convertisseur utilisé *Sélectionner son DSP : ¤Type de DSP à utiliser : à virgule flottante ou virgule fixe ¤Les ressources mémoires ¤Besoin de timers internes ou de ports série synchrone ou asynchrone coût possibilité d'utiliser un langage de haut niveau présence de librairies -Structure matérielle de développement, se sépare en deux parties : *Le système de développement permettant de créer et mettre en forme le logiciel de l'application *Le système de développement qui utilise des outils spécifiques pour tester ou déboguer le logiciel de l'application *Le simulateur se situe généralement dans l'ordinateur et son but est de simuler le plus possible le DSP. [...]

[...] -Les performances d'un DSP : *Mesure de vitesse de calcul pure : MFLOPS : Milion Floating-Point Operations Per Second (nombre d'opérations à virgule fixe ou flottante en une seconde.) MOPS : Milion Operation Per Second (nombre d'opérations totales effectués par le DSP.) MIPS : Million Instruction Per Second (nombre d'instructions par seconde.) MBPS : Mega-Bytes Per Second (taux de transfert.) *Mesure du temps d'exécution : le benchmark ¤Lorsque les DSP possèdent de blocs de mémoire vive rapide, elle est placée dans l'espace adressage du DSP, ceci permet de ranger des données ou des programmes sans devoir faire des transferts permanents. benchmark va mesurer le temps d'exécution des programmes de traitement des signaux. -Méthodes et outils de développements *Deux parties se distinguent dans une application DSP partie matérielle : elle possède des circuits spécialisés qui permet de faire le transfert du domaine analogique vers le domaine numérique. Cela veut dire qu'elle intègre une chaîne d'acquisition ou de restitution du signal à traiter. Elle possède également tout ce qui est la mise en œuvre principale du DSP. [...]

[...] Le DSP comme son nom l'indique est un processeur de signaux numérique, il se situe dans la famille des microprocesseurs. L'avantage du DSP permet d'avoir des fonctions spéciales qui permettent d'avoir un traitement de signal de très bonne qualité. Comme un microprocesseur il possède une mémoire RAM (vive), et une mémoire morte (ROM ou EEPROM). Sans oublier qu'il a des contrôleurs DMA et des ports entrés-sorties programmables. NB : -DMA signifie Direct Memory Access, signifie que le ou les contrôleurs pourront intervenir directement avec la mémoire sans passer par le cœur du microprocesseur -DSP : Digital signal processor -Mémoire RAM et ROM, la mémoire RAM est celle qui gardera uniquement des données temporaires elles sont perdues lorsque l'on coupe l'alimentation électrique. [...]

[...] Les valeurs intermédiaires peuvent gagner 8 bits et la dynamique qu'offre les DSP à virgule flottante est très grande (de - 1.10 -128 à (1-2-23).2127 Il est mieux adapté lorsque lon a un coefficient qui varie dans le temps, un signal et un coefficient ayant besoin d'une grande dynamique, ou lorsque l'on a besoin d'une structure mémoire importante. *DSP à virgule fixe : les données sont représentées par des nombres fractionnaires, comme la méthode du complément à deux. Cette méthode facilite les additions binaires. Les calculs sont effectués dans des accumulateurs. Lors du stockage de mémoire, la moitié des nombres de bits les moins significatifs qui sont perdus. On stocke en mémoire les bits faibles puis les bits forts si aucun registre n'est libre lors du calcul. [...]

[...] De nos jours la moyenne de durée d'une opération est d'environ 25ns ( 25.10 -9s). L'opération peut se situer sur 16 bits (soit FFFF comme l'adresse maximale d'un microcontrôleurs), mais il peut être rajouter un bit supplémentaire au cas ou l'opération dépasse les 16 bits. -L'accès à la mémoire également rapide : il se fait en un seul cycle. Nous avons l'adressage indirect par registre avec post-incrément, utilisé lorsqu'une action est répétitive. SI ces adresses on l'a possibilités d'être générer à l'aide d'un modulo, l'adressage deviendra alors circulaire, on aura le pouvoir de créer des buffers circulaire sans mémoire. [...]