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Séance de cours

Calculs de DSP et de traitement de signal

Dans cours

MICRO-315: Systèmes embarqués et robotique

Ce cours aborde la programmation de systèmes embarqués: la cross-compilation, l'utilisation d'une FPU dans des microcontrôleurs, l'utilisation d'instructions DSP et les mécanismes à disposition dans le cadre d'un Real-time Operating System. Le tout est mis ...

Description

Cette séance de cours couvre l'optimisation des calculs de signaux numériques en temps réel à l'aide d'extensions DSP dans les processeurs ARM. Les sujets abordés incluent les instructions SIMD, les tampons circulaires, les algorithmes DFT, FFT et l'implémentation FFT en C. L'instructeur explique comment exploiter efficacement les ressources DSP pour les tâches de traitement du signal.

Enseignant·e

Francesco Mondada

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Source officielle

Concepts associés (32)

Processeur de signal numérique

Un DSP (de l'anglais « Digital Signal Processor », qu'on pourrait traduire par « processeur de signal numérique » ou « traitement numérique de signal ») est un microprocesseur optimisé pour exécuter des applications de traitement numérique du signal (filtrage, extraction de signaux) le plus rapidement possible. Les DSP sont utilisés dans la plupart des applications du traitement numérique du signal en temps réel. On les trouve dans les modems (modem RTC, modem ADSL), les téléphones mobiles, les appareils multimédia (lecteur MP3), les récepteurs GPS.

Transformation de Fourier rapide

La transformation de Fourier rapide (sigle anglais : FFT ou fast Fourier transform) est un algorithme de calcul de la transformation de Fourier discrète (TFD). Sa complexité varie en O(n log n) avec le nombre n de points, alors que la complexité de l’algorithme « naïf » s'exprime en O(n). Ainsi, pour n = , le temps de calcul de l'algorithme rapide peut être 100 fois plus court que le calcul utilisant la formule de définition de la TFD.

Traitement numérique du signal

Le traitement numérique du signal étudie les techniques de traitement (filtrage, compression, etc), d'analyse et d'interprétation des signaux numérisés. À la différence du traitement des signaux analogiques qui est réalisé par des dispositifs en électronique analogique, le traitement des signaux numériques est réalisé par des machines numériques (des ordinateurs ou des circuits dédiés). Ces machines numériques donnent accès à des algorithmes puissants, tel le calcul de la transformée de Fourier.

Architecture ARM

Les architectures ARM sont des architectures externes de type RISC 32 bits (ARMv1 à ARMv7) et 64 bits (ARMv8) développées par ARM Ltd depuis 1983 et introduites à partir de 1990 par Acorn Computers. L'architecture ARM est le fruit du travail de Sophie Wilson. Dotés d'une architecture relativement plus simple que d'autres familles de processeurs et faibles consommateurs d'électricité, les processeurs ARM sont aujourd'hui dominants dans le domaine de l'informatique embarquée, en particulier la téléphonie mobile et les tablettes.

Traitement du signal

Le traitement du signal est la discipline qui développe et étudie les techniques de traitement, d'analyse et d' des . Parmi les types d'opérations possibles sur ces signaux, on peut dénoter le contrôle, le filtrage, la compression et la transmission de données, la réduction du bruit, la déconvolution, la prédiction, l'identification, la classification Bien que cette discipline trouve son origine dans les sciences de l'ingénieur (particulièrement l'électronique et l'automatique), elle fait aujourd'hui largement appel à de nombreux domaines des mathématiques, comme la , les processus stochastiques, les espaces vectoriels et l'algèbre linéaire et des mathématiques appliquées, notamment la théorie de l'information, l'optimisation ou encore l'analyse numérique.

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Représentations du signal

Couvre les propriétés des représentations signal/données à l'aide de transformations et de matrices de Fourier.

Signalisation neuronale et traitement des signaux

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