430-4207/03 – Signálové procesory (SP)
| Garantující katedra | Katedra aplikované elektroniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | Ing. Martin Sobek, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Martin Sobek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2024/2025 | Rok zrušení | |
| 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.
Odevzdání vypracované zprávy k zadanému semestrálnímu projektu, max. 20 bodů z projektu.
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 řídicích systémů s jednočipovými mikropočítači.
Aritmetika čísel s pevnou řádovou čárkou, aritmetika čísel s pohyblivou řádovou čárkou, výhody použití.
Paměti CACHE, pipelining instrukcí, pipelining procesů. Rozdíly mezi architekturami mikroprocesorů a signálovými procesory. Instrukční soubor signálových procesorů, zvláštnosti a odlišnosti, specializované instrukce signálových procesorů.
Přehled aktuální nabídky signálových procesorů a signálových mikrokontrolérů (DSC) různých výrobců. Odlišnosti od běžných MCU.
DSC Texas Instrument řady C2000, přehled generací, architektura, použití.
Signálový mikrokontrolér TMS320F28379D, základní vlastnosti, vnitřní architektura, HW akcelerátory výpočtů, práce s čísly s plovoucí a pevnou desetinnou čárkou.
Organizace paměťového prostoru TMS320F28379D, přerušovací systém, časovací subsystém, multiprocesorová komunikace.
PWM modulátor TMS320F28379D, vlastnosti a variabilita, příklady použití pro různé topologie výkonových systémů.
Analogový subsystém TMS320F28379D, D/A převodníky, A/D převodníky, analogové komparátory. Spouštění převodu a řízení vzorkování.
Digitální filtrace signálů a její implementace v signálových procesorech.
Rychlá Fourierova transformace, implementace a využití HW prostředků DSC za využití knihovních funkcí.
Laboratoře:
Návrh jednoduchých programů pro systém s TMS320F28379D.
Návrh programu využívající přerušení od časovače.
Sestavení programu pro generování komplexního analogového signálu.
Test č. 1
Generování PWM signálu po řízení vybraných topologií DC měničů.
Naprogramovaní digitálního filtru typu FIR a IIR porovnání s knihovní varinatou filtru, analýza časové náročnosti výpočtu. Měření charakteristiky filtru.
Použití Fourierovy transformace pro analýzu signálů v reálném čase a inverzní Fourierovy transformace ke generování signálů.
Test č. 2
Vývojový software zajištěn v anglické verzi.
Projekt:
Samostatné vypracování projektu na téma zpracování digitalizovaných signálů za použití digitálních filtrů, FFT a dalších algoritmů pro zpracování signálů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.