Σχεδιασμός Συστημάτων Ψηφιακής Επεξεργασίας με DSPs

Tίτλος του μαθήματος

Σχεδιασμός Συστημάτων Ψηφιακής Επεξεργασίας με DSPs

Κωδικός αριθμός μαθήματος

ELC205

Τύπος του μαθήματος

Υποχρεωτικό

Επίπεδο του μαθήματος

Μεταπτυχιακό

Έτος σπουδών

1^o

Εξάμηνο

2^o

Πιστωτικές μονάδες ECTS

5

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Ευάγγελος Ζυγούρης, Αναπληρωτής Καθηγητής

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να:

Σχεδιάσει συστήματα ψηφιακής επεξεργασίας σήματος χρησιμοποιώντας DSPs, προγραμματίζοντας σε C η Assembly η/και mixed mode.

Σχεδιάσει φιλικά γραφικά περιβάλλοντα (GUIs) σε Matlab η Labview για να ελέγξει εφαρμογές ψηφιακής επεξεργασίας σήματος πραγματικού χρόνου.

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες:

Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με την αρχιτεκτονική συστημάτων ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και ιδιαίτερα των DSPs.

Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων μη οικείας φύσης.

Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική ανάπτυξη.

Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα ενδό- ή δι-επιστημονικής φύσης.

Προαπαιτήσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασικές γνώσεις αρχιτεκτονικής υπολογιστών και προγραμματισμού σε C η Assembly .

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

Εισαγωγή στους DSPs. Αρχιτεκτονική, δυνατότητες, αγορά. Επεξεργαστές ψηφιακού σήματος σταθερής και κινητής υποδιαστολής, ομοιότητες και διαφορές. Αναφορά στις βασικές οικογένειες των DSPs των εταιρειών Texas Instruments, Analog Devices, Freescale και AT & T. Βασικά αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά. Λεπτομερής παρουσίαση των DSPs σταθερής και κινητής υποδιαστολής της Texas Instruments (TI). Ιδιαίτερη αναφορά στην οικογένεια C6XXX (π.χ. TMS320C6713 και TMS320C6416).

Προγραμματισμός σε συμβολική γλώσσα και αξιοποίηση περιβαλλόντων ανάπτυξης εφαρμογών σε γλώσσα υψηλού επιπέδου (C). Έμφαση στο περιβάλλον CCS 3.1 η/και 3.3 της TI. Σχεδίαση με τη χρήση του Matlab σειράς FIR και IIR ψηφιακών φίλτρων και υλοποίησή τους σε πλατφόρμες ανάπτυξης τέτοιων εφαρμογών. Υλοποίηση ενός FFT 512 σημείων.

Σχεδίαση, ανάπτυξη και υλοποίηση τόσο σε C όσο και σε συμβολική γλώσσα για τον DSP TMS320C6713 ενός DTMF και ενός 10 ^th Band Parametric Equalizer.

Ανάπτυξη και υλοποίηση αλγορίθμων ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας.

Ανάπτυξη και υλοποίηση γραφικών περιβαλλόντων σε Matlab και Labview με συναξιοποίηση του CCS για την οπτική και αποτελεσματική διαχείριση των ανωτέρω εφαρμογών.

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

1) Lapsley P., Bier J., Shoham A., & Lee E., DSP Processor Fundamentals, Architectures and Features, IEEE Press, 1997.

2) Kuo M. S., & Gan Woon-Seng, Digital Signal Processors, Architectures, Implementations, and Applications, Prentice Hall, 2005.

3) Chassaing Rulph, DSP Applications Using C and the TMS320C6X DSK, J. Wiley, 2002.

4) Chassaing Rulph, Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, J. Wiley, 2005.

5) Kehtarnavaz Nasser & Kim Namjin, Digital Signal Processing System Level Design Using LabVIEW, Elsevier, 2005.

6) Ε. Ζυγούρης, Σχεδίαση Συστημάτων Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος με DSPs, Εργαστηριακές Ασκήσεις, Εργαστήριο Ηλεκτρονικής, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Πατρών, 2008.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις με χρήση παρουσιάσεων σε MS Powerpoint, εργαστήρια για την εμπέδωση των βασικών εννοιών και εξοικείωσης με τα βασικά εργαλεία σχεδίασης, εργασία σχεδίασης συστήματος ψηφιακής επεξεργασίας με DSPs σε ομάδες των δύο.

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

1) Παράδοση εργασίας σχεδίασης συστήματος ψηφιακής επεξεργασίας με DSPs από ομάδες των δύο φοιτητών (30% του τελικού βαθμού)

2) Εξέταση στο εργαστήριο (30% του τελικού βαθμού)

3) Γραπτή εξέταση (40% του τελικού βαθμού)

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.

Tίτλος του μαθήματος	Σχεδιασμός Συστημάτων Ψηφιακής Επεξεργασίας με DSPs
Κωδικός αριθμός μαθήματος	ELC205
Τύπος του μαθήματος	Υποχρεωτικό
Επίπεδο του μαθήματος	Μεταπτυχιακό
Έτος σπουδών	1^o
Εξάμηνο	2^o
Πιστωτικές μονάδες ECTS	5
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων	Ευάγγελος Ζυγούρης, Αναπληρωτής Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να: Σχεδιάσει συστήματα ψηφιακής επεξεργασίας σήματος χρησιμοποιώντας DSPs, προγραμματίζοντας σε C η Assembly η/και mixed mode. Σχεδιάσει φιλικά γραφικά περιβάλλοντα (GUIs) σε Matlab η Labview για να ελέγξει εφαρμογές ψηφιακής επεξεργασίας σήματος πραγματικού χρόνου.
Δεξιότητες	Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες: Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με την αρχιτεκτονική συστημάτων ψηφιακής επεξεργασίας σήματος και ιδιαίτερα των DSPs. Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων μη οικείας φύσης. Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική ανάπτυξη. Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα ενδό- ή δι-επιστημονικής φύσης.
Προαπαιτήσεις	Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασικές γνώσεις αρχιτεκτονικής υπολογιστών και προγραμματισμού σε C η Assembly .
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος	Εισαγωγή στους DSPs. Αρχιτεκτονική, δυνατότητες, αγορά. Επεξεργαστές ψηφιακού σήματος σταθερής και κινητής υποδιαστολής, ομοιότητες και διαφορές. Αναφορά στις βασικές οικογένειες των DSPs των εταιρειών Texas Instruments, Analog Devices, Freescale και AT & T. Βασικά αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά. Λεπτομερής παρουσίαση των DSPs σταθερής και κινητής υποδιαστολής της Texas Instruments (TI). Ιδιαίτερη αναφορά στην οικογένεια C6XXX (π.χ. TMS320C6713 και TMS320C6416). Προγραμματισμός σε συμβολική γλώσσα και αξιοποίηση περιβαλλόντων ανάπτυξης εφαρμογών σε γλώσσα υψηλού επιπέδου (C). Έμφαση στο περιβάλλον CCS 3.1 η/και 3.3 της TI. Σχεδίαση με τη χρήση του Matlab σειράς FIR και IIR ψηφιακών φίλτρων και υλοποίησή τους σε πλατφόρμες ανάπτυξης τέτοιων εφαρμογών. Υλοποίηση ενός FFT 512 σημείων. Σχεδίαση, ανάπτυξη και υλοποίηση τόσο σε C όσο και σε συμβολική γλώσσα για τον DSP TMS320C6713 ενός DTMF και ενός 10 ^th Band Parametric Equalizer. Ανάπτυξη και υλοποίηση αλγορίθμων ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας. Ανάπτυξη και υλοποίηση γραφικών περιβαλλόντων σε Matlab και Labview με συναξιοποίηση του CCS για την οπτική και αποτελεσματική διαχείριση των ανωτέρω εφαρμογών.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη	1) Lapsley P., Bier J., Shoham A., & Lee E., DSP Processor Fundamentals, Architectures and Features, IEEE Press, 1997. 2) Kuo M. S., & Gan Woon-Seng, Digital Signal Processors, Architectures, Implementations, and Applications, Prentice Hall, 2005. 3) Chassaing Rulph, DSP Applications Using C and the TMS320C6X DSK, J. Wiley, 2002. 4) Chassaing Rulph, Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, J. Wiley, 2005. 5) Kehtarnavaz Nasser & Kim Namjin, Digital Signal Processing System Level Design Using LabVIEW, Elsevier, 2005. 6) Ε. Ζυγούρης, Σχεδίαση Συστημάτων Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος με DSPs, Εργαστηριακές Ασκήσεις, Εργαστήριο Ηλεκτρονικής, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Πατρών, 2008.
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι	Παραδόσεις με χρήση παρουσιάσεων σε MS Powerpoint, εργαστήρια για την εμπέδωση των βασικών εννοιών και εξοικείωσης με τα βασικά εργαλεία σχεδίασης, εργασία σχεδίασης συστήματος ψηφιακής επεξεργασίας με DSPs σε ομάδες των δύο.
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης	1) Παράδοση εργασίας σχεδίασης συστήματος ψηφιακής επεξεργασίας με DSPs από ομάδες των δύο φοιτητών (30% του τελικού βαθμού) 2) Εξέταση στο εργαστήριο (30% του τελικού βαθμού) 3) Γραπτή εξέταση (40% του τελικού βαθμού)
Γλώσσα διδασκαλίας	Ελληνικά. Mπορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.