ITESM
CAMPUS
CIUDAD DE MÉXICO
E-95-025. Introducción al uso de los procesadores
digitales de señales (DSP)
Propuesto por: Dr. Sergio Suárez Guerra
Objetivo general de la materia.
El procesamiento digital
de señales está presente en todas las aplicaciones de la computación, donde
existe un vínculo con el Mundo Físico (Real). Esto incluye las comunicaciones
entre computadoras, redes de transmisión de datos, control de procesos,
telecomunicaciones (voz y video), biomedicina, electrodomésticos, equipos de
laboratorios, entre los más importantes. Las técnicas para analizar señales han
tenido un gran desarrollo teórico y los Procesadores Digitales de Señales (DSPs
en Inglés), constituyen la herramienta de computo desarrollada para agilizar y
dar soluciones prácticas a la introducción de resultados.
Objetivos generales
del curso.
Que el estudiante conozca
la operación y arquitectura de los procesadores digitales de señales (DSP´s en
Inglés) y utilice las herramientas de desarrollo de software de los mismos, así
como los diferentes dispositivos con los que se pueden solucionar problemas
relacionados con el procesamiento digital de señales.
Temas y subtemas del
curso.
1. Introducción a los DSPs
1.1 Actividades con las que se relaciona el Procesamiento Digital de Señales.
1.2 Conversores A/D y D/A.
1.3 Arquitectura básica de los procesadores de Quinta Generación.
2. Arquitectura DSPs.
2.2 Estructura de buses.
2.2 Organización interna de la memoria.
2.3 Unidad Central de Procesamiento CPU.
2.4 Direccionamiento de datos.
2.5 Direccionamiento de Memoria de Programa.
2.6 Operaciones de tubería (pipeline).
2.7 Periféricos en el chip.
2.8 Puertos seriales.
2.9 Bus de interfaz externa.
3. Memoria.
3.1 Espacio de memoria.
3.2 Memoria de programa.
3.3 Memoria de datos.
3.4 Memoria de entrada/salida I/O.
4. Unidad central de procesamiento.
4.1 Registros de estatus y control.
4.2 La Unidad Aritmético - Lógica Central (CALU).
4.3 Acumuladores.
4.4 Multiplicador.
4.5 Unidad de comparación, selección y almacenamiento.
5. Direccionamiento de datos.
5.1 Inmediato.
5.2 Absoluto.
5.3 Al acumulador.
5.4 Directo.
5.5 Indirecto.
5.6 del Stack.
6. Direccionado de la memoria de programa.
6.1 Generador de direcciones.
6.2 Contador de programa.
6.3 Saltos.
6.4 Llamadas.
6.5 Retornos.
6.6 Operaciones adicionales.
6.7 Instrucciones de repetición simples.
6.8 Instrucciones de repetición en bloques.
6.9 Operación Reset.
6.10 Interrupciones.
7. Pipeline.
7.1 Operaciones de pipeline.
7.2 Interrupciones y pipeline.
8. Periféricos en el chip.
8.1 Registros de periféricos en el mapa de memoria.
8.2 Puertos generales de I/O.
8.3 Temporizador.
8.4 Generador de reloj.
8.5 Puertos Paralelos de I/O.
9. El conjunto de instrucciones.
8.1 Instrucciones que utilizan al acumulador y hacen referencia a memoria.
8.2 Instrucciones para manejo de registros auxiliares y apuntador de página.
8.3 Instrucciones de la unidad lógica paralela.
8.4 Instrucciones que utilizan al multiplicador.
8.5 Instrucciones de salto y llamada.
8.6 Instrucciones para manejo de datos en memoria y en espacio de puertos.
8.7 Instrucciones de control.
10 Las herramientas de ensamblado.
10.1 DSPA –L –s uno.asm
10.2 DSPLNK uno.cmd
10.3 SIM5X uno
11. Comandos importantes al usar el simulador.
12. Indice de prácticas con el simulador.
12.1 Ejemplo del proceso de ensamblado y simulación.
12.2 Simple suma y direccionamiento inmediato.
12.3 Direccionamiento directo.
12.4 Direccionamiento indirecto (una sumatoria).
12.5 Direccionamiento indexado (una sumatoria).
12.6 Direccionamiento con propagación inversa del acarreo.
12.7 Direccionamiento a los registros mapeados en memoria.
12.8 Saltos condicionales.
12.9 El llamado incondicional de subrutinas.
12.10 Llamado a subrutinas por medio del acumulador.
12.11 Instrucciones con el buffer del acumulador.
12.12 Instrucciones simples para uso del multiplicador.
12.13 Instrucciones modificadas para uso del multiplicador.
12.14 Instrucciones para uso avanzado del multiplicador.
12.15 Uso avanzado del multiplicador con fuente dinámica.
12.16 Repetición de un bloque de instrucciones.
12.17 Diferencia entre un salto normal y un salto retardado.
12.18 Instrucciones para copiar bloques de memoria.
12.19 Copia de bloques de memoria con fuente dinámica.
12.20 Instrucciones lógicas.
12.21 Uso de la unidad lógica paralela.
12.22 Instrucciones para desplazamiento y rotación.
12.23 Desplazamiento con el acumulador, negación, complemento y prueba de bits.
12.24 La triple función del registro auxiliar 0, y aritmética con punteros.
12.25 La triple función del registro temporal.
12.26 Uso de un buffer circular.
12.27 Implementación de una línea de retardo.
12.28 Simulación de una interrupción del temporizador.
Tiempo estimado por tema
Tema
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Tiempo (horas) |
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1 |
1.5 |
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2 |
1.5 |
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3 |
1 |
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4 |
3 |
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5 |
4 |
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6 |
4 |
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7 |
4 |
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8 |
6 |
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9 |
6 |
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10 |
6 |
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11 |
3 |
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12 |
- |
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Examen |
3 |
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Total |
43 |
Objetivos específicos por tema
Tema 1. Introducción a las posibilidades de aplicación de los DSPs, su interfaz principal de comunicación con el Mundo Físico y la arquitectura de quinta generación, una de las más utilizada.
Tema 2. Conocer la arquitectura en detalle de los DSPs de quinta generación.
Tema 3. Conocer las configuraciones de memoria que presentan los DSPs de quinta generación y las posibilidades de utilización.
Tema 4. Estudio y profundización en la arquitectura de la Unidad Central de Procesamiento de los DSPs.
Tema 5. Estudiar y utilizar las diferentes posibilidades de direccionado de datos que poseen los DSPs de quinta generación.
Tema 6. Estudiar y utilizar las diferentes posibilidades de direccionamiento de la memoria de programa de los DSPs.
Tema 7. Conocer las posibilidades que brinda la operación pipeline en los DSPs.
Tema 8. Conocer y utilizar los periféricos que soportan las arquitecturas de los DSPs, así como los registros asociados a los mismos.
Tema 9. Aprender y utilizar las diferentes instrucciones que realzan la potencia de los DSPs en el procesamiento de señales.
Tema 10. Conocer y utilizar la herramientas de ensamblador y simulación para realizar programas con los DSPs.
Tema 11. Aprender a utilizar el simulador de los DSPs de quinta generación.
Tema 12. Prácticas con el simulador y ensamblador de DSPs.
Posibles libros de consulta:
REXAS INSTRUMENTS
1996
TMS320C5X DSP DESIGN WORKSHOP
STUDENT GUIDE. TECHNICAL TRAINNING.
ABRIL 1996.
TMS320C54X DSP
CPU AND PERIPHERALS.
1997