EiT_S_I_PADSP_AEwT Projektowanie aplikacji DSP Designing of DSP Applications

Transkrypt

1 Załącznik nr 7 do Zarządzenia Rektora nr 10/12 z dnia 21 lutego 2012r. KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU Kod modułu Nazwa modułu Nazwa modułu w języku angielskim Obowiązuje od roku akademickiego 2012/2013 EiT_S_I_PADSP_AEwT Projektowanie aplikacji DSP Designing of DSP Applications A. USYTUOWANIE MODUŁU W SYSTEMIE STUDIÓW Kierunek studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma i tryb prowadzenia studiów Specjalność Jednostka prowadząca moduł Koordynator modułu Elektronika i Telekomunikacja I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny) stacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne) Aparatura elektroniczna w telekomunikacji Katedra Elektroniki i Systemów Inteligentnych dr inż. Remigiusz Baran Zatwierdził: B. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU Przynależność do grupy/bloku przedmiotów Status modułu Język prowadzenia zajęć Usytuowanie modułu w planie studiów - semestr Usytuowanie realizacji przedmiotu w roku akademickim Wymagania wstępne Egzamin Liczba punktów ECTS 5 kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski semestr VII semestr zimowy (semestr zimowy / letni) Mikroprocesorowe systemy wbudowane (kody modułów / nazwy modułów) nie (tak / nie) Forma prowadzenia zajęć wykład ćwiczenia laboratorium projekt inne w semestrze 30 30

2 C. EFEKTY KSZTAŁCENIA I METODY SPRAWDZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Cel modułu Celem modułu jest zapoznanie studentów z narzędziami oraz technikami projektowania aplikacji DSP, w tym z wykorzystaniem środowiska Code Composer Studio firmy Texas Instruments Inc. oraz specjalizowanej biblioteki Embedded Coder w ramach środowiska Matlab. Symbol efektu Efekty kształcenia Po zaliczeniu przedmiotu student: Forma prowadzenia zajęć (w/ć/l/p/inne) odniesienie do efektów kierunkowych odniesienie do efektów obszarowych W_01 Posiada podstawową znajomość architektury w K_W08 T1A_W04 procesorów DSP w zakresie operacji arytmetycznych. W_02 Zna znaczenie i organizację podstawowych układów w K_W08 T1A_W04 peryferyjnych procesorów DSP. Zna zasady, metody oraz narzędzia do tworzenia w,l K_W08 T1A_W07 projektów DSP w oparciu o kod wysoko-poziomowy z wykorzystaniem procedur w języku asemblerowym. Zna zasady i techniki optymalizacji kodu. w,l K_W08 T1A_W04 U_04 Potrafi tworzyć i rozwijać projekty DSP w oparciu o kod wysoko-poziomowy z wykorzystaniem procedur w języku asemblerowym. Potrafi analizować wydajności kodu aplikacji DSP oraz przeprowadzać jego optymalizację. Potrafi wykorzystywać różne środowiska i narzędzia w celu zaprojektowania, implementacji i uruchomienia aplikacji DSP. Potrafi przygotować (w języku angielskim) dokumentację projektową do przykładowego zadania. T1A_W07 w,l K_U24 T1A_U09 w,l K_U24 T1A_U16 w,l K_U10 T1A_U16 l K_U03 T1A_U01 T1A_U03 Treści kształcenia: 1. Treści kształcenia w zakresie wykładu Nr wykładu Treści kształcenia 1 Wprowadzenie w architekturę procesorów DSP, stało- i zmiennopozycyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem ich bloków arytmetycznych, w tym bloków mnożących MAC (Multiply and Accumulate) i jednostek przesuwającoskalujących Barrel-Shifter umożliwiających m.in. przewidywanie zakończenia pętli programowej (ang. zero-overhead looping) oraz takich ich własności jak obliczenia z nasyceniem (saturation arithmetic), operacje wektorowe SIMD (single instruction, multiple data), wielokrotne banki pamięci, itp. 2, 3 Architektura procesorów TMS320C6713 firmy Texas Instruments Inc. Architektura VLIW (Very-Long Instruction Word). Organizacja pamięci: pamięć danych z dwupoziomową strukturą pamięci podręcznej (cache), pamięci synchroniczne (SDRAM, SBSRAM) i asynchroniczne (SRAM, EPROM). Jednostki funkcjonalne, w tym zmienno- i stałopozycyjne jednostki ALU (Arithmetic-logic Unit) oraz zmienno- i stałopozycyjne mnożniki). Przetwarzanie potokowe i architektura VELOCITI. Rejestry i tryby adresowania. 4 Wbudowane układy peryferyjne procesorów TMS320C6713: wielokanałowe buforowane porty szeregowe McBSPs (Multichannel Buffered Serial Port), wielokanałowe, szeregowe porty audio McASP (Multichannel Audio Serial Ports), liczniki ogólnego przeznaczenia, interfejs HPI (Host-Port Interface), Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu W_01 W_01 W_02

3 interfejs obsługi zewnętrznej pamięci EMIF (External Memory Interface),porty I 2 C, port uniwersalny GPIO (General Purpose I/O Port), emulatora JTAG (Joint Test Action Group). System przerwań. 4 Asembler procesorów rodziny TMS320C6x: dyrektywy i lista instrukcji. Łączenie kodu w języku C i asemblerze. Alokacja danych i kodu w pamięci funkcje linkera. 5, 6 Schematy optymalizacji kodu w implementacjach stało- i zmiennopozycyjnych. Niskopoziomowe funkcje kompilatora (Intrinsics). Programowe przetwarzanie potokowe. Przykłady kodu. 7 Zintegrowane środowisko uruchomieniowe Code Composer Studio (CCS IDE). 8, 9 Zestaw startowy DSK (DSP Starter Kit) TMDSDSK6713 dla procesorów C6713 serii C6000 firmy Texas Instruments Inc organizacja systemu i znaczenie podstawowych bloków funkcjonalnych. Szybki test systemu z poziomu środowiska CCS. Przykłady programowe i ich uruchamianie na zestawie TMDSDSK6713 przy pomocy środowiska CCS. 10 Tworzenie projektu i generowanie kodu w środowisku CCS: opcje kompilatora i linkera. Budowanie i uruchamianie przykładowego projektu z użyciem wbudowanych narzędzi środowiska, w tym wbudowanego symulatora. 11 Analiza wydajności kodu (Benchmarking) i jego optymalizacja. Przykłady. 12, 13 Przykładowe aplikacje z wykorzystaniem układów we/wy zestawu TMDSDSK , 15 Tworzenie aplikacji DSP z użyciem Matlab - Embedded Coder. Integracja Embedded Coder ze środowiskiem CCS. Przykładowa implementacja. 2. Treści kształcenia w zakresie zadań laboratoryjnych Nr zajęć lab. Treści kształcenia 1, 2 Zapoznanie ze środowiskiem Code Composer Studio (CCS IDE) i zestawem TMDSDSK6713. Przykładowy projekt i jego uruchomienie. 3, 4 Implementacja przykładowego filtru FIR w środowisku CCS z wykorzystaniem procedur w asemblerze. 5, 6 Implementacja przykładowego filtru FIR z wykorzystaniem środowiska Matlab. Optymalizacja kodu w CCS. 7, 8 Detekcja sygnału DTMF (dual-tone multifrequency) z wykorzystaniem środowiska Matlab i CCS oraz zestawu TMDSDSK , 10 Analiza spektralna (FFT) sygnału audio z wykorzystaniem środowiska Matlab i CCS oraz zestawu TMDSDSK , 12 Detekcja sygnału głosu i jego rejestracja z wykorzystaniem środowiska Matlab i CCS oraz zestawu TMDSDSK6713. Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu 13, 14 Przykładowy projekt. 15 Prezentacja projektu. Zaliczenie przedmiotu. U_04 3. Charakterystyka zadań projektowych 4. Charakterystyka zadań w ramach innych typów zajęć dydaktycznych Metody sprawdzania efektów kształcenia

4 Symbol efektu Metody sprawdzania efektów kształcenia (sposób sprawdzenia, w tym dla umiejętności odwołanie do konkretnych zadań projektowych, laboratoryjnych, itp.) W_01 pisemne kolokwium zaliczeniowe W_02 pisemne kolokwium zaliczeniowe ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab U_04 ocena projektu (i dokumentacji projektowej) realizowanego w ramach ćw. lab

5 D. NAKŁAD PRACY STUDENTA Bilans punktów ECTS obciążenie Rodzaj aktywności studenta 1 Udział w wykładach 30 2 Udział w ćwiczeniach 3 Udział w laboratoriach 30 4 Udział w konsultacjach (2-3 razy w semestrze) 3 5 Udział w zajęciach projektowych 6 Konsultacje projektowe 7 Udział w egzaminie 8 9 Liczba godzin realizowanych przy bezpośrednim udziale nauczyciela akademickiego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczyciela akademickiego (1 punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta) 2,52 11 Samodzielne studiowanie tematyki wykładów Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 13 Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 7 14 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów Wykonanie sprawozdań 15 Przygotowanie do kolokwium końcowego z laboratorium 17 Wykonanie projektu lub dokumentacji Przygotowanie do egzaminu Liczba godzin samodzielnej pracy studenta Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach samodzielnej pracy 2,48 (1 punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta) 22 Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł 1 punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta 5 24 Nakład pracy związany z zajęciami o charakterze praktycznym Suma godzin związanych z zajęciami praktycznymi Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym 1 punkt ECTS=25-30 godzin obciążenia studenta 2,60 E. LITERATURA Wykaz literatury Witryna WWW modułu/przedmiotu 1. Sanjit K. Mitra.: Digital Signal Processing. A Computer Based Approach, 2-nd Ed. Mc-Graw Hill, Vinay K. Ingle, John G. Proakis.: Digital Signal Processing Using MATLAB, PWS Publishing Company, Shehrzad Qureshi.: Embedded Image Processing on the TMS320C6000 DSP. Examples in Code Composer Studio and MATLAB, Springer Science, Rulph Chassaing.: Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, John Wiley & Sons, 2005.