II) Spécificités et caractéristiques des DSP

Génie Industriel et Informatique
1iere Année (2003/2004)
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Le DSP
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Table des matières
Table des matières ................................................................................ 2
I- Introduction ........................................................................................ 3
II) Spécificités et caractéristiques des DSP ........................................ 4
II.1) Spécificités ................................................................................... 4
II.2) Caractéristiques ........................................................................... 7
III-Les différences entre DSP et microprocesseurs .......................... 12
III-1)Introduction ................................................................................ 12
III-2) Architecture interne d’un microprocesseur standard ........... 12
III-3) Structure interne d’un DSP ...................................................... 12
Architecture de Von Neuman et architecture de Harvard ........... 16
Architecture d’un DSP : architecture de Harvard modifiée .......... 17
IV-Architecture externe ....................................................................... 18
Schéma général externe ................................................................. 18
La chaîne d'acquisition ................................................................... 18
Schéma ........................................................................................... 19
V-les applications, évolution et marché des DSP ............................ 20
V-1) application ................................................................................. 20
V-2) Les évolutions du DSP .............................................................. 23
V-3) le marché des DSP .................................................................... 26
V-4 ) Application directe .................................................................. 28
VI- Conclusion ..................................................................................... 31

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I- Introduction :
Depuis maintenant plusieurs années, le traitement numérique du
signal est une technique en plein essor. Nous allons nous intéresser
aux processeurs de traitements du signal, plus communément
désignés par l'acronyme Anglais DSP (Digital Signal Processor).
Au niveau historique, les DSP ont été initialement développés pour
des applications de radars militaires et de télécommunications
cryptées dans les années 70. C'est Texas Instruments® qui en 1978
introduit un DSP pour la synthèse de la voix pour des applications
très grand public. Il aura fallu 15 ans supplémentaires pour que les
DSP deviennent des composants incontournables de l'électronique
grand public.
Les domaines d'application du traitement numérique du signal sont
nombreux et variés, nous en verrons une liste ci-après. Chacun de ces
domaines nécessite un système de traitement numérique, dont le
cœur est un et même parfois plusieurs DSP ayant une puissance de
traitement adaptée, pour un coût économique approprié.
Un DSP est un type particulier de microprocesseur. Il se caractérise
par le fait qu'il intègre un ensemble de fonctions spéciales. Ces
fonctions sont destinées à le rendre particulièrement performant
dans le domaine du traitement numérique du signal.
Comme un microprocesseur classique, un DSP est mis en oeuvre en lui
associant de la mémoire (RAM, ROM) et des périphériques à la
différence qu'un DSP typique a plutôt vocation à servir dans des
systèmes de traitements du signal. Ainsi il se présente généralement
sous la forme d'un microcontrôleur intégrant de la mémoire, des
timers, des ports séries synchrones rapides, des contrôleurs DMA,
des ports d'E/S divers.

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II) Spécificités et caractéristiques des DSP
II.1) Spécificités
La plupart des DSP , par rapport aux processeurs généraux,
disposent de trois spécificités principales :
 Une architecture Harvard
 Des instructions adaptées aux opérations classiques de
traitement de signaux : opérations MAC et transferts de
données par DMA
 Un mode d’adressage à inversion de bits.
Cependant des DSP plus évolués peuvent avoir d’autres
spécificités tel que :
 Un adressage circulaire
 De la mémoire interne minimisant les temps d’accès RAM
 Des banques de mémoire
 Une architecture à pipe-line
 Des entrées sorties dignes d'un microcontrôleur
 Parfois des convertisseurs analogiques-numériques numériques-
analogiques intégrés.

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II.1.a) L’architecture Harvard
Elle sépare les bus de données et de programme.
Cette structure permet de transférer une donnée et une
instruction simultanément du fait de la séparation entre les
mémoires programmes et données, améliorant ainsi les performances.
Cependant quelques rares DSP utilisent une structure Von
Neuman ou encore d’une structure dite « structure de Harvard
modifié ». C’est deux structures étant moins coûteuses qu’une
structure Harvard classique.
II.1.b) Les instructions adaptées aux opérations classiques de
traitement de signaux
1) Les opérations MAC
Après numérisation, le signal est sous la forme d’une suite de
valeurs numériques discrètes (échantillon). Cet échantillon peut
ensuite être stocké et traité .En général, les opérations effectué sur
un tel signal sont des opérations de base, addition et multiplication.
Par exemple A= ( B*C ) + D.