Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Signálové procesory

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 430-4207/02
Zkratka SP
Název předmětu česky Signálové procesory
Název předmětu anglicky Signal Processors
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra aplikované elektroniky
Garant předmětu Ing. Martin Sobek, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:

Shrnutí výchozích poznatků z číslicové a mikroprocesorové techniky, charakteristika 16-ti bitových mikroprocesorů a řídicích systémů.
Aritmetika čísel s pevnou řádovou čárkou, aritmetika čísel s pohyblivou řádovou čárkou, výhody použití.
Paměti CACHE, pipelining instrukcí, pipelining procesů.
Základní charakteristika signálových procesorů TMS 320, přehled generací, typy architektur, použití. Rozdíly mezi procesory CISC, RISC a signálovými procesory.
Signálový procesor TMS 320C50, základní parametry, vnitřní architektura.
Organizace paměťového prostoru TMS 320C50, typy adresování, operace s pamětí.
Centrální aritmeticko-logická jednotka CALU, HW podpora operací, HW násobička. Operace s indexovými registry, paralelní logická jednotka.
Čítač - časovač TMS 320C50, sériová linka. Styk s periferiemi.
Jednotka přerušení, registry příznaků, stack. Instrukční soubor, podpora některých typických aplikací.
Signálový procesor TMS 320C40, základní parametry, vnitřní architektura.
CPU registry, organizace paměti, CACHE, adresování TMS 320C40.
Formáty dat a operace s pohyblivou řádovou čárkou, převod na pevnou řádovou čárku.
Čítač - časovač, DMA, komunikační porty a externí sběrnicové operace TMS 320C40.
Aplikace signálových procesorů v elektrických pohonech, signálový procesor TMS 320C240, jeho architektura, organizace paměti, instrukční soubor. Periferie procesoru TMS 320C240, A/D převodníky, PWM moduly.

Cvičení:
Opakování základních pojmů mikroprocesorové techniky. Použití 16-ti bitových mikropočítačů v praxi.
Aritmetické operace s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou, převody mezi nimi.
Použití zřetězení instrukcí, výhody a nevýhody, číslicová filtrace, diskrétní transformace. Strukturální řízení číslicové filtrace.

Vývojové prostředky, (simulátory, emulátory), měření na Hardware TMS 320C50.
Komunikace systému s TMS 320C50 s PC, začlenění do řídicího systému.
Rozdělování programu do sekcí - výhody nevýhody, konfigurační soubory pro mapování paměti.
Test č.1, procvičování přednáškových témat.
Komunikace mikropočítače s TMS 320C40 s PC, začlenění do řídicího systému s A/D, D/A převodníky a jednotkou pro vyhodnocení polohy.
Test č. 2. Opakování témat. Návrh programu pro PWM modulaci asynchronního motoru.

Laboratoře:
Návrh jednoduchých programů pro systém s TMS 320C50.
Návrh programu využívající přerušení od časovače.
Sestavení programu PI- regulátoru pro systém s TMS 320C50.
Měření na číslicovém regulátoru PI.
PI regulátor, RLS algoritmus, sestavení programu pro systém s TMS 320C40 a měření.
Vývojový software zajištěn v anglické verzi.

Povinná literatura

Sobotka, Z. : Otázky a odpovede z mikroprocesorov a mikropočítačov, ALFA 1986.
Künzel, K. - Žáček, J.: Mikroprocesorová technika. ČVUT Praha, 1996.
Brandštetter, P.: Střídavé regulační pohony - Moderní způsoby řízení . Monografie. VŠB-TU Ostrava, 1999.
Firemní literatura TEXAS Instruments.
Palacký, P.: Signálové procesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.
Texas Instruments - Digital Signal Processing Applications with the TMS320 Family - Theory, Algorithms, and Implementations, 1990.
Proakis, J.G. - Manolakis, D.G.: Digital Signal Processing - Principles, Algorithms, and Applications. Macmillan Publishing Company, 1992.

Doporučená literatura

SMÉKAL, Zdeněk a Petr SYSEL. Signálové procesory. Praha: Sdělovací technika, 2006. ISBN 80-86645-08-8.
DAVÍDEK, Vratislav. Implementace algoritmů číslicového zpracování signálů v reálném čase. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-01-03114-4.