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Responsable(s) Gheorghe Marcel Gabrea

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École de technologie supérieure
Département de génie électrique
Responsable(s) de cours : Gheorghe Marcel Gabrea


PLAN DE COURS

Automne 2017
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 Jour Heure Activité
01 Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Gheorghe Marcel Gabrea Activité de cours Marcel.Gabrea@etsmtl.ca A-2472



Cours
Date Contenus traités dans le cours Heures
 

1. Processeurs

  • Définitions
  • Classification
  • Caractéristiques
  • Mesures de performance.
3 heures
 

2. Arithmétique à virgule fixe et à virgule flottante

  • Numérisation des signaux
  • Formats de représentations des nombres
  • Erreurs.
3 heures
 

3. Architecture des monoprocesseurs

  • Introduction
  • Décodage d’adresses
  • Mémoires
  • Architectures.
6 heures
 

4. Architecture des processeurs de traitement numériques de signal TMS320C6x

  • 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
6 heures
 

5. Optimisation des programmes pour les processeurs de traitement numérique de signal TMS320C6x

  • Programmation de base en assembleur
  • Assembleur linéaire
  • Méthodes d’optimisation
  • Programmation pipeline.
6 heures
 

6. Gestion des périphériques pour les processeurs de traitement numérique de signal TMS320C6x

  • Interruptions
  • Port série
  • Gestion avancée de la mémoire externe et interne
  • Accès direct à la mémoire (DMA).
3 heures
 

7. Processeurs de traitement numériques de signal TMS320C55x

  • Architecture
  • CPU
  • Bus
  • Jeu d’instructions
  • Programmation de base.
3 heures
  Total 30



Laboratoires et travaux pratiques
Date Description Heures

11 octobre 2017

9:00 - 12:00

A2509

Laboratoire 1

  • Projet d’application. Choix. Objectifs à atteindre. Simulations : Matlab ou Simulink
  • Génération automatique du code pour la carte C6713 DSK en utilisant Simulink, Real Time Workshop et  Code Composer Studio. (Démo)
3 heures

08 novembre 2017

9:00 - 12:00

A2509

 

Laboratoire 2 (Rapport à remettre)

  • Présentation de Code Composer Studio.
  • Programmation de base en langage C.
  • Programmation de base en assembleur.
  • Assembleur linéaire.
3 heures

22 novembre 2017

9:00 - 12:00

A2509

 

Laboratoire 3 (Rapport à remettre)

  • Méthodes d’optimisation.
  • Programmation pipeline.
3 heures
  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 % Date
  Examen final 40 %  
  Laboratoires 15 %  
  Projet de session 35 %  
  Devoir 10 %  



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/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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/