430-4207/01 – Signálové procesory (SP)
| Garantující katedra | Katedra aplikované elektroniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Martin Sobek, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Martin Sobek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2024/2025 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech činnosti různých typů signálových procesorů, schopnost samostatné analýzy a syntézy jednotlivých bloků řídicího systému se signálovým procesorem a umí aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu řídicího systému se signálovým procesorem.
Získané poznatky tvoří součást znalostí elektroinženýra zejména, je-li zaměřen na aplikace mikropočítačových řídicích systémů v řízení elektrických pohonů.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Předmět rozvíjí základní poznatky z mikroprocesorové techniky. Zaměřuje se na poznání moderních signálových procesorů například z rodiny Texas Instruments C2000 a jejich aplikacemi v oblastech výkonové elektroniky a řízení elektrických regulovaných pohonů.
Povinná literatura:
Sobotka, Z. : Otázky a odpovede z mikroprocesorov a mikropočítačov, ALFA 1986.
Künzel, K. - Žáček, J.: Mikroprocesorová technika. ČVUT Praha, 1996.
Brandštetter, P.: Střídavé regulační pohony - Moderní způsoby řízení . Monografie. VŠB-TU Ostrava, 1999.
Firemní literatura TEXAS Instruments.
Palacký, P.: Signálové procesory. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.
Texas Instruments - Digital Signal Processing Applications with the TMS320 Family - Theory, Algorithms, and Implementations, 1990.
Proakis, J.G. - Manolakis, D.G.: Digital Signal Processing - Principles, Algorithms, and Applications. Macmillan Publishing Company, 1992.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2 (viz. cvičení).
Podmínky udělení zápočtu:
Povinná účast na laboratorních cvičeních.
Celkem 4 laboratorních cvičení hodnocených max. 5 body, tj. celkem max. 20 bodů z lab. cvičení.
Povinné absolvování 2 kontrolních testů v řádném termínu. Test je hodnocen max. 10 body, tj. celkem max. 20 bodů z testů.
Při opakování testu je test hodnocen pouze 80% dosažených bodů.
Ze cvičení je možno získat max. 40 bodů, pro udělení zápočtu je třeba dosáhnout min. 25 bodů.
E-learning
Další požadavky na studenta
Vyžaduje se znalost problematiky číslicové a mikroprocesorové techniky. Nedoporučuje se studentům, kteří neabsolvovali předmět Mikropočítačové řídicí systémy II nebo Mikropočítače v automobilových systémech.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Shrnutí výchozích poznatků z číslicové a mikroprocesorové techniky, charakteristika 16-ti bitových mikroprocesorů a řídicích systémů.
Aritmetika čísel s pevnou řádovou čárkou, aritmetika čísel s pohyblivou řádovou čárkou, výhody použití.
Paměti CACHE, pipelining instrukcí, pipelining procesů.
Základní charakteristika signálových procesorů TMS 320, přehled generací, typy architektur, použití. Rozdíly mezi procesory CISC, RISC a signálovými procesory.
Signálový procesor TMS 320C50, základní parametry, vnitřní architektura.
Organizace paměťového prostoru TMS 320C50, typy adresování, operace s pamětí.
Centrální aritmeticko-logická jednotka CALU, HW podpora operací, HW násobička. Operace s indexovými registry, paralelní logická jednotka.
Čítač - časovač TMS 320C50, sériová linka. Styk s periferiemi.
Jednotka přerušení, registry příznaků, stack. Instrukční soubor, podpora některých typických aplikací.
Signálový procesor TMS 320C40, základní parametry, vnitřní architektura.
CPU registry, organizace paměti, CACHE, adresování TMS 320C40.
Formáty dat a operace s pohyblivou řádovou čárkou, převod na pevnou řádovou čárku.
Čítač - časovač, DMA, komunikační porty a externí sběrnicové operace TMS 320C40.
Aplikace signálových procesorů v elektrických pohonech, signálový procesor TMS 320C240, jeho architektura, organizace paměti, instrukční soubor. Periferie procesoru TMS 320C240, A/D převodníky, PWM moduly.
Cvičení:
Opakování základních pojmů mikroprocesorové techniky. Použití 16-ti bitových mikropočítačů v praxi.
Aritmetické operace s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou, převody mezi nimi.
Použití zřetězení instrukcí, výhody a nevýhody, číslicová filtrace, diskrétní transformace. Strukturální řízení číslicové filtrace.
Vývojové prostředky, (simulátory, emulátory), měření na Hardware TMS 320C50.
Komunikace systému s TMS 320C50 s PC, začlenění do řídicího systému.
Rozdělování programu do sekcí - výhody nevýhody, konfigurační soubory pro mapování paměti.
Test č.1, procvičování přednáškových témat.
Komunikace mikropočítače s TMS 320C40 s PC, začlenění do řídicího systému s A/D, D/A převodníky a jednotkou pro vyhodnocení polohy.
Test č. 2. Opakování témat. Návrh programu pro PWM modulaci asynchronního motoru.
Laboratoře:
Návrh jednoduchých programů pro systém s TMS 320C50.
Návrh programu využívající přerušení od časovače.
Sestavení programu PI- regulátoru pro systém s TMS 320C50.
Měření na číslicovém regulátoru PI.
PI regulátor, RLS algoritmus, sestavení programu pro systém s TMS 320C40 a měření.
Vývojový software zajištěn v anglické verzi.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky