Zagadnienia na kolokwium

1. Jakie są zalety cyfrowego przetwarzania sygnałów ?

Zalety przetwarzania sygnałów w sposób cyfrowy:

2.       precyzja i przewidywalność

•    stabilność (brak zjawiska dryftu temperaturowego i starzenia się elementów)

•      reprogramowalność

•       prostsza konstrukcja sprzętowa projektu (np.: budowa filtrów)

•       koszt projektu w niewielkim stopniu zależy od złożoności algorytmu przetwarzania

•   skrócenie czasu „od projektu do gotowego wyrobu” (prostsza procedura testowania)

      kontrola nad poziomem szumu wprowadzanym w trakcie przetwarzania sygnału

2. Jaka jest definicja czasu rzeczywistego w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów ?

3. Jakie są zalety procesorów sygnałowych w porównaniu do procesorów ogólnego przeznaczenia?

• Równoległe mnożenie z akumulacją wykonywane w jednym cyklu,

• Generatory adresu ze specjalnymi trybami,

• Wydajny zestaw instrukcji z jedno-cyklowymi równoległymi operacjami matematycznymi i przestrzenią w pamięci oraz sprawną realizacją pętli,

• Zintegrowany wewnętrzny koprocesor DMA i RAM dla jednoczesnych operacji wykonywanych przez CPU i układy we/wy

• Ekonomiczne

• Język programowania wysokiego poziomu (np.:C/C++)

4. Wymień obszary zastosowań procesorów sygnałowych.

-obróbka dźwięku:

-korektory

-efekty specjalne (echo, pogłos, dodawanie głębi),

-filtracja

-usuwanie echa (ang.echo cancellation)(telefony komórkowe, łączność cyfrowa)-kodowanie i dekodowanie DTMF

-przetwarzanie dźwięku:

-zniekształcanie

-kodowanie (CD, MP3, telefon i radio cyfrowe)

-rozpoznawanie mowy

-synteza mowy

-systemy aktywnego wyciszania (słuchawki obsługi technicznej lotnisk, dźwięk transformatora energetycznego, hałas wentylatora w komputerze PC, ...)

-echolokacja i lokalizacja bierna: sonary ultradźwiękowe, wykrywanie, lokalizacja i identyfikacja obiektów (przykład „szyk mikrofonów”)

-obróbka obrazu:

-regulacja parametrów (barwa, nasycenie,kontrast)

-„obraz w obrazie”

-korektory

-przechwytywanie i zatrzymywanie

-przetwarzanie obrazu:

-kodowanie/kompresja (JPG, DIVX)

-rozpoznawanie obrazów (medycyna, „oczy” robotów)

-synteza obrazu (w prostszych systemach graficznych)

-zmiana rozdzielczości, interpolacja

-sterowanie maszyn elektrycznych:

-wieloosiowe frezarki i tokarki numeryczne

-nowoczesny napęd pojazdów elektrycznych

-roboty przemysłowe

-inne:

-układy sztucznej inteligencji

-autopilot

-układy sterowania ruchu robotów

-aparatura medyczna

-kontrola poprawności działania procesów przemysłowych

-itp.

5. Czym się różni architektura harvardzka od von Neumanna?

Architektura von Neumanna (komputer jednoadresowy) - zawiera pojedynczą

pamięć, która jest wspólna dla słów operacyjnych i argumentów lub ich adresów

Architektura harvardzka (typu Harvard) - zawiera odrębne magistrale dla rozkazów i danych

6. Ilu adresowy jest procesor sygnałowy TMS320C6713 ?

3 ??????

7. Jaką specyficzną złożoną operację arytmetyczną wykonują procesory sygnałowe ?

Operacja SOP (suma iloczynów) jest kluczowym elementem dla większości algorytmów procesów sygnałowych.

8. Ilu bitowe są procesory zmiennoprzecinkowe rodziny TMS320C67xx ?

32bitowy

9. Ile i jakie rejestry znajdują się w CPU procesora TMS320C6713 ?

Rejestr sterujący

Rejestr A0-A15

Rejestr B0-B15

10. Ile i jakie jednostki obliczeniowe znajdują się w procesorze sygnałowym TMS320C6713 ?

Znajduje się 8 z czego :

-

11. Ile bitowa jest wewnętrzna magistrala danych i adresowa procesora TMS320C6713 ?

Adresowa 32

danych 32

12. Jakie porty (szeregowe i równoległe) posiada procesor TMS320C6713 ?

13. Co to jest EMIF ?

Interfejs pamięci zewnętrznej (EMIF)

Elastyczny dostęp do asynchronicznej/synchronicznej pamięci

Praca z PC100/133 SDRAM (tanio, szybko, i łatwo!)

Szeroki dostęp do danych

16, 32, lub 64-bitowa szerokość magistrali

14. Które instrukcje procesora TMS320C6713 mogą być warunkowe ?

Wszystkie

15. Co to są systemy embedded?

Systemwbudowany(ang.Embeddedsystem)-systemkomputerowyspecjalnegoprzeznaczenia,którystajesięintegralnączęściąobsługiwanegoprzezniegosprzętu.

•Systemwbudowanyspełniaokreślonewymagania,zdefiniowanedozadańktóremawykonywać.Niemożnanimwięcnazywaćtypowegowielofunkcyjnegokomputeraosobistego.

•Każdysystemwbudowanyopartyjestnamikroprocesorze(lubmikrokontrolerze),zaprogramowanymdowykonywaniaograniczonejilościzadań,lubnawetdojednego.

•Zależnieodzłożonościwykonywanychzadań,możezawieraćoprogramowaniededykowanewyłącznietemuurządzeniu(firmware),lubmożetobyćsystemoperacyjnywrazzespecjalizowanymoprogramowaniem.

•Ogólnązasadąjest,iżimmniejzłożoneispecjalizowanejestoprogramowanie,tymbardziejsystemjestniezawodny,orazmożeszybciejreagowaćnazdarzeniakrytyczne.

•Zapierwszykomputerwbudowanyuznajesięten,którysterowałamerykańskimstatkiemkosmicznymApollo.PierwszykomputerwbudowanyprodukowanymasowosterowałrakietąLGM-30Minuteman.

Struktura systemu wbudowanego

16. Na czym polega wielopotokowość wykonywania rozkazów?

17. Co to jest cykl zegarowy i ile on wynosi w procesorze DSP stosowanym na laboratorium?

Cykl zegarowy - Czas pomiędzy kolejnymi operacjami

18. Ilu bitowy jest procesor i ilu bitowy jest kodek w modułach stosowanych na laboratorium?

19. W jaki sposób rozwiązuje się problem istnienia większej ilości źródeł przerwań w stosunku do ilości możliwych przerwań obsługiwanych przez CPU?

20. Co to jest tabela IST?

Tabela IST (Interrupt Service routine Table)

21. Co trzeba zrobić, aby odblokować wybrane przerwanie?

22. W jaki sposób ustawić oraz skasować flagę w rejestrze IFR?

Nie można bezpośrednio ustawiać bitów w rejestrze IFR

 Ustawienie bitu w rejestrze IFR możliwe jest poprzez ustawienie odpowiedniego bitu w rejestrze ISR (Interrupt Set Register).

 Kasowanie bitu w rejestrze IFR możliwe jest poprzez ustawienie odpowiedniego bitu w rejestrze ICR (Interrupt Clear Register).

23. Co to jest przerwanie NMI?

NMI - przerwanie niemaskowalne

Gdy przerwanie NMI zostanie raz odblokowane nie można go już zablokować.

NMI musi być uruchomione przed jakimkolwiek aktywowanym przerwaniem (z wyjątkiem resetu).

24. Ile timerów i ilu bitowych występuje w procesorze DSP TMS320c6713?

Procesor posiada 2 timery

25. Jaką częstotliwością taktowany jest timer w procesorze DSP i jakie maksymalne opóźnienie można wygenerować za pomocą tego timera w procesorze DSP?

Równa taktowaniu procesora , maksymalne opóźnienie=2^32*1/(fosc/8) ????????

26. Czym się różni tryb impulsowy od trybu zegarowego w timerze?

27. Co to jest filtracja i czym się charakteryzują filtry FIR?

Filtracja - w dziedzinie czasu jest to proces przetwarzania sygnału, który zmienia (redukuje) jego widmo.

Filtracja cyfrowa - to filtracja, w której sygnałem wejściowym jest spróbkowany w dziedzinie czasu sygnał analogowy.

W filtrach FIR próbki wyjściowe są obliczane tylko na podstawie próbek wejściowych (bieżącej i

wcześniejszych). Nie wykorzystują żadnych wcześniejszych próbek wyjściowych przez co filtry FIR nazywa się też filtrami nierekursywnymi.

Pośród wszystkich oczywistych, które oferują filtry cyfrowe, filtry FIR mogą gwarantować liniową charakterystykę fazową.

28. Proszę podać równanie filtru FIR, jaka najprostsza operacja matematyczna jest równocześnie filtracją dolnoprzepustową?

Równanie filtru FIR:

y=1/x ?????

29. Proszę narysować i objaśnić podstawową strukturę filtru FIR.

30. Proszę narysować charakterystykę amplitudową filtru dolnoprzepustowego (specyfikacja filtru) i zaznaczyć pasma zaporowe, przepustowe oraz przejściowe.

31. Proszę objaśnić działanie funkcji. Jakiego rzędu jest filtr?

short FILTR_L (short input, short *h) { short output; int i, acc=0, prod; L_in[0] = input; acc = 0; for (i=0; i<128; i++) { prod = (h*i+*L_in*i+); /* MNO»ENIE Q.15 */ acc = acc + prod; /* ODîWIE»ANIE 32-bit AKUMULATORA */ } output = (short) (acc>>15); for (i=127; i>0; i--) L_in[i]=L_in[i-1]; return output; /* ZWRACA PRZEFILTROWANA PRËBK╩ */ }

32. Co to jest rząd filtru i jaki ma wpływ na równanie filtracji oraz na charakterystykę amplitudową?

1.Co to jest rząd filtru?

Wyczerpujące wyjaśnienie pociąga za sobą dosyć spory aparat matematyczny
(raczej nie będę go przytaczał).Generalnie rząd filtru jest to liczba
biegunów (zer mianownika) transmitancji zespolonej filtru H(s).
W praktyce rząd filtru wpływa na jego selektywność, tzn. stromość
charakterystyki przy przejściu z pasma przepustowego do zaporowego. I tak
np. charakterystyka częstotliwościowa FDP 1 rzędu maleje z prędkością 20
dB/dek (6 dB/okt), 2 rzędu 40 dB/dek (12dB/okt) itd.

33. Proszę wytłumaczyć fragment kodu:

while (!DSK6713_AIC23_read(hCodec, &IN_L)); while (!DSK6713_AIC23_read(hCodec, &IN_R)); if ( IN_L>=0x00008000 ) IN_L |= 0xffff0000; if ( IN_R>=0x00008000 ) IN_R |= 0xffff0000; tablica_L[i]=IN_L*LSB; tablica_R[i]=IN_R*LSB; }

34. Co to jest 1LSB i ile on wynosi w przypadku, gdy zakres napięć wejściowych przetwornika AC wynosi +/- 5V a dysponujemy przetwornikiem 8 bitowym?

Krok kwantyzacji ~0,04V ???????

---