École de technologie supérieure Responsable(s) de cours : Gheorghe Marcel Gabrea PLAN DE COURS Automne 2022 SYS835 : Processeur numérique du signal et de ses appli. (3 crédits) Préalables Aucun préalable requis Descriptif du cours Étudier les différentes architectures séquentielles (CISC, RISC, DSP, VLIW) et parallèles (SIMD, MISD et MIMD). Acquérir les connaissances nécessaires à la sélection de l’architecture et à l’exploitation des processeurs numériques de signal, ainsi que les méthodes essentielles à la conception d’algorithmes parallèles et de logiciels temps réel, conformes aux besoins. Définition, description sommaire et caractéristiques des ordinateurs séquentiels CISC, RISC, DSP et VLIW. Arithmétique à virgule fixe et à virgule flottante. Accélérateurs et émergence du parallélisme. Architectures des principales familles de DSP : Motorola, Texas Instruments et Analog Devices. Présentation de l’environnement de développement, du matériel et des progiciels disponibles. Architectures parallèles et classifications de Flynn, Kuck, Duncan et Treleaven. Application des méthodes de développement du génie logiciel à la conception d’algorithmes numériques. Modifications imposées par les DSP, les architectures parallèles et le temps réel (synchronisation, événements asynchrones, opérations multiples). Identification des niveaux de parallélisme inhérents aux applications. Mesures de performance. Applications des connaissances acquises sur les architectures parallèles disponibles. Études de cas dans les domaines suivants : commande numérique, télécommunications, traitement d’image, fonctions numériques, réseaux électriques, calcul vectoriel et matriciel, solution d’équations différentielles, etc. Objectifs du cours Fournir à l'étudiant les connaissances et les méthodes essentielles à l'étude, à la conception et à l'implantation des processeurs numériques du signal dans la résolution des problèmes en ingénierie des systèmes. L'étude de cas dans différentes disciplines sera utilisée à titre d'exemple d'application. Stratégies pédagogiques Les objectifs seront atteints par un enseignement hebdomadaire sous la forme d'un cours magistral de trois heures, des trois laboratoires, d’un devoir et d’un projet. L'étudiant(e) aura à compléter ses travaux d'étude et de laboratoire par un travail personnel assidu. Utilisation d’appareils électroniques Utilisation des appareils électroniques suivants : Oscilloscope Générateur de signaux Ordinateur Cartes DSP (TMS320C6713 DSK , TMS320VC5510 DSK et TMDSEVM6678LE) Horaire Groupe 01 Jour Lundi Heure 08:30 ‐ 12:00 Activité Activité de cours Coordonnées de l’enseignant Groupe 01 Nom Activité Gheorghe Marcel Gabrea Activité de cours Courriel Local [email protected] A‐2472 Disponibilité Cours Date Contenus traités dans le cours Heures 3 heures 1. Processeurs Définitions Classification Caractéristiques Mesures de performance. 2. Arithmétique à virgule fixe et à virgule flottante 3 heures Numérisation des signaux Formats de représentations des nombres Erreurs. 3. Architecture des monoprocesseurs 6 heures Introduction Décodage d’adresses Mémoires Architectures. 4. Architecture des processeurs de traitement numériques de signal TMS320C6x 6 heures CPU Bus Jeu d’instructions Architecture détaillée Quelques aspects numériques Présentation de Code Composer Studio Programmation de base en langage C Gestion de la mémoire Interruptions Optimisation 5. Optimisation des programmes pour les processeurs de traitement numérique de signal TMS320C6x 6 heures Programmation de base en assembleur Assembleur linéaire Méthodes d’optimisation Programmation pipeline. 6. Gestion des périphériques pour les processeurs de traitement numérique de signal TMS320C6x 3 heures Interruptions Port série Gestion avancée de la mémoire externe et interne Accès direct à la mémoire (DMA). 7. Processeurs de traitement numériques de signal TMS320C55x 3 heures Architecture CPU Bus Jeu d’instructions Programmation de base. Total 30 Laboratoires et travaux pratiques Date Description Heures 3 heures Laboratoire 1 Projet d’application. Choix. Objectifs à atteindre. Simulations : Matlab ou Simulink Laboratoire 2 (Rapport à remettre) 3 heures Présentation de Code Composer Studio. Programmation de base en langage C. Programmation de base en assembleur. Assembleur linéaire. Laboratoire 3 (Rapport à remettre) 3 heures Méthodes d’optimisation. Programmation pipeline. Total 9 Observation: Compte tenu de la minimalisation des cours à deux plages horaire aux cycles supérieure pour ce cours une seule plage horaire, soit celle du cours, sera utilisée en incluant les séances de laboratoires. Évaluation Activité Description Examen final Laboratoires Projet de session Devoir % 40 % 15 % 35 % 10 % Date Date de l'examen final Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants‐actuels/Baccalaureat/Examens‐finaux Politique de retard des travaux Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est‐à‐dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux. Dispositions additionnelles Tout travail remis en retard pourra être refusé ou pénalisé selon les circonstances qui seront évaluées par le professeur. Absence à un examen Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0). Plagiat et fraude Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat‐general/Cadre‐reglementaire/Documents/Infractions‐nature‐academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants‐actuels/Baccalaureat/Citer‐pas‐plagier). Documentation obligatoire Aucun Ouvrages de références R. Chassaing et D. Reay, Digital Signal Processing and Applications with the TMS320C6713 and TMS320C6416 DSK, John Wiley & Sons, 2008. D. Reay, Digital Signal Processing and Applications with the OMAP‐L138 eXperimenter, John Wiley & Sons, 2012. T.B. Welch, C.H.G. Wright et M.G. Morrow, Real‐Time Digital Signal Processing from MATLAB to C with TMS320C6x DSPs, CRC Press, 2012. Steven A Tretter, Communication System Design Using DSP Algorithms, Springer 2008. Texas Instruments, TMS320C6000 Programmer's Guide (Rev. K), http://www.ti.com/lit/ug/spru198k/spru198k.pdf, 2011. Texas Instruments, TMS320C6000 CPU and Instruction Set Reference Guide (Rev. G), http://www.ti.com/lit/ug/spru189g/spru189g.pdf, 2006 Texas Instruments, TMS320C6000 Chip Support Library API Reference Guide (Rev. J), http://www.ti.com/lit/ug/spru401j/spru401j.pdf, 2004. Texas Instruments, TMS320C55x DSP v3.x CPU Reference Guide (Rev. E), http://www.ti.com/lit/ug/swpu073e/swpu073e.pdf, 2009. Adresse internet du site de cours et autres liens utiles Site du cours: https://ena.etsmtl.ca/
