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1er cours de GPA-787Microsystèmes
29 avril 2014
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Présentation du plan de cours et du site WEB
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Plan de cours GPA787 – Microsystèmes
Site du cours GPA787 – Microsystèmes
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Sujets potentiellement abordés Programmation en langage C Présentation de l’AT91SAM9G45 et de la carte
Mini6045 d’Embest Architecture interne de l’AT91SAM9G45 Périphériques du montage de laboratoire
Introduction à la modulation et démodulation AM Algorithmes itératifs Rappel de notions sur la transformée en z Représentation des signaux
Théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon Filtres numériques vs filtres analogiques
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Sujets potentiellement abordés Notions de filtres FIR et IIR Les fonctions de fenêtres Les filtres basés sur la transformation
bilinéaire Les filtres de Butterworth et de Chebyshev La série de Fourier Les transformées de Fourier (FFT et DFT) La transformée de Hartley La commande de procédés
PID Mode de glissement
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Sujets potentiellement abordés Conversion analogique/numérique Conversion numérique/analogique Les erreurs de quantification Programmation en temps réel
Système d'opérations multitâches Les sémaphores
La sécurité et les logiciels Exemples de situations problématiques
Therac 25 !
Le traitement d'images Format de compression JPEG et MPEG
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Structure d’un microsystème Un microsystème typique comporte 3 modules
fonctionnels.
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Structure d’un microsystème
CPU Horloge
Interface Mémoire
Bus d’adresse
Bus de données
Bus de contrôle
Périphériquesexternes
BUS
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L’unité centrale Elle comporte:
Un ensemble de registres Une unité logique et arithmétique (ALU) Un ensemble de circuits de contrôle.
La structure dépend du fabricant.
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Exemples: TMS320C30
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Exemples: TMS320C30
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Exemples: TMS320C30
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Architectures
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Architectures
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CISC : Complex Instruction Set Computer Microprocesseur à jeu d'instruction étendu
Jeu d’instructions très élaboré; Modes d’adressages complexes.
Exemple du TMS320C30 Beaucoup de mode d’adressages divers
Bits renversés Circulaires
Beaucoup d’instructions diverses Instructions parallèles
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RISC : Reduced Instruction Set Computer Microprocesseur à jeu d'instruction réduit
Jeu d’instructions facile à décoder Instructions simples
ARM926EJ
Exécution d’instructions sans pipeline Exécution de 3 instructions:
Si un cycle d’horloge par étape, cela va prendre 15 cycles pour exécuter ces trois instructions.
Moyenne de 5 cycles par instructions.
Exécution d’instructions avec un pipeline Exécution de 5 instructions:
Si un cycle d’horloge par étape, cela va prendre 9 cycles pour exécuter ces cinq instructions.
Moyenne de 1.8 cycles par instructions. Donc 2.78 fois plus rapide pour une fréquence d’horloge donnée.
Problème avec les branchements. Solution: les décaler…
Description des acronymes IF (Instruction Fetch) charge l'instruction à exécuter
dans le pipeline. ID (Instruction Decode) décode l'instruction et
adresse les registres. EX (Execute) exécute l'instruction (par la ou les
unités arithmétiques et logiques). MEM (Memory), dénote un transfert depuis un
registre vers la mémoire dans le cas d'une instruction du type STORE (accès en écriture) et de la mémoire vers un registre dans le cas d'un LOAD (accès en lecture).
WB (Write Back) stocke le résultat dans un registre. La source peut être la mémoire ou bien un registre
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Domaines d’application Astronautique:
Premier système embarqué: Apollo Guidance Computer (1967)
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Domaines d’application Automates programmables. Électroménagers.
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Domaines d’application Équipements médicaux; Guichets automatiques; Imprimantes; Photocopieurs; Informatique;
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Domaines d’application Métrologie; Militaire; Multimédia; Télécommunications; Transport.
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Applications General-Purpose DSP
Digital filtering
Convolution
Correlation
Hilbert transforms
Fast Fourier transforms (FFTs)
Adaptive filtering
Windowing
Waveform generation
Discrete cosine transforms
Hartley transforms
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Applications Instrumentation
Spectrum analysis
Function generation
Pattern matching
Seismic processing
Transient analysis
Digital filtering
Phase-locked loops
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Applications Control
Disk control
Servo control
Robot control
Laser printer control
Engine control
Motor control
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Applications Automotive
Engine control
Vibration analysis
Antilock brakes
Antiskid brakes
Adaptive ride control
Global positioning navigation
Voice commands
Digital radio
Cellular telephones
Active suspension
Noise suppression
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Applications Automotive
Electronic power steering
4-wheel steering
Air bag control
System diagnosis
Radar detectors
Intelligent cruise control
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Applications Telecommunications
Hand-free speaker phones/echo cancellations
ADPCM transcoders
Digital PBXs
Line repeaters
Channel multiplexing
1200- to 56,000 kilobit modems
Adaptive equalizers
DTMF encoding/decoding
Data encryption
Low-speed transcoders/vocoders
ISDN basic/primary rate interfaces
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Applications Telecommunications
FAX
Cellular telephones
Cordless telephones
Digital speech interpolation (DSI)
Packet switching and protocol
Videoconferencing/video com-pression/multimedia
Spread spectrum communications
Answering machines
Cable modems
Network switching
Modems
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Applications Consumer
Radar detectors
Power tools
Digital audio/TV
Music synthesizer
Educational toys
Answering machines
Multimedia
Digital cameras
Digital videodisk players
White goods (dishwashers, washing machines, etc.)
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Applications Consumer
Karaoke
Feature phones
Arcade games
Set top boxes
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Applications Graphics/Imaging
3-D rotation
Robot vision
Image transmission/ compression
Pattern recognition
Image enhancement
Homomorphic processing
Workstations
Animation/digital map
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Applications Voice/Speech
Voice mail
Speech vocoding
Speech recognition
Speaker verification
Speech enhancement
Speech synthesis
Text-to-speech
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Applications Industrial
Robotics
Numeric control
Security access
Power line monitors
Active noise cancellation
Electronic meters
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Applications Computers
Laser printers/copiers
Scanner/bar-code scanner
Optical character recognition (OCR)
Neural networks
High-speed array processors
Imaging
Videoconferencing
Modems
Networking controller
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Applications Military
Secure communications
Radar processing
Sonar processing
Image processing
Navigation
Missile guidance
Radio frequency modems
http://themarvinproject.free.fr/dsp/
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Exemple de la puissance d’un DSP Produit de deux vecteurs:
Répétion d ’un bloc
Instructions en parallèles