معماری پردازنده‌های سیگنال دیجیتال
Digital Signal Processors Architecture
| مقطع: تحصیلات تکمیلی | گرایش: معماری سیستم‌های کامپیوتری |
| نوع درس: نظری | تعداد واحد: ۳ |
| پیش‌نیاز: – | هم‌نیاز: – |
هدف کلی
هدف این درس، ارائه دانش و مهارت‌های لازم برای طراحی، تحلیل و بهینه‌سازی پردازنده‌های دیجیتال است. در این درس، مفاهیم پایه‌ای معماری پردازنده‌ها، طراحی واحدهای محاسباتی، کنترل و حافظه، و تکنیک‌های بهبود عملکرد و کارایی پردازنده‌ها آموزش داده می‌شود. همچنین، دانشجویان با روش‌های بهینه طراحی سیستم‌های پردازش دیجیتال با ملاحظات هزینه، مساحت، توان، اتکا پذیری و کارایی آشنا می‌شوند و به بهینه‌سازی عرض بیت‌های داخل و بیرون یک سیستم پردازش می‌پردازند. این درس همچنین به دانشجویان آموزش می‌دهد که چگونه نویز کوانتیزه کردن را محاسبه کنند و سیستم‌هایی با این ملاحظه را طراحی کنند. تهیه گراف‌های مناسب زمان‌بندی و فهرست‌بندی عملیات با ملاحظات مختلف کارایی، و انتخاب کتابخانه و معماری مناسب در تحقق سیستم پردازشی و مقایسه روش‌های مختلف تحقق نیز از اهداف این درس است.
سرفصل‌ها
- مقدمه‌ای بر سیستم‌های مجتمع پردازش
- مرور و معرفی نمایش‌ها و الگوریتم‌های معروف پردازش دیجیتال
- ساختارهای تحقق فیلترهای دیجیتال و تبدیل فوریه سریع
- مرور سیستم‌های نمایش اعداد و تحقق واحدهای حسابی جمع، ضرب و جابجایی
- طراحی با توجه به اثرات طول کلمه محدود و نمایش با دقت بیتی، محاسبه نویز کوانتیزه کردن
- ملاحظات طراحی فیلترهای دیجیتال در محیط Matlab و شبیه سازی، انجام بهینه سازی
- توسعه مدل با زبانهای سخت‌افزاری، نوشتن برنامه خودکار آزمون مدار در محیط طراحی و شبیه سازی دیجیتال
- نمایش‌های جایگزین برای تحقق و افراز، گراف‌های جریان داده، گراف تقدم و گراف محاسباتی زمان دار
- افراز، اختصاص منابع و پیاده سازی با ملاحظات مساحت، سرعت، مصرف و با تعداد منابع سخت‌افزاری متغیر
- سنتز معماری‌های پردازشی به همرا مثالهای نمونه
- معماری‌های پردازنده‌های دیجیتال تجاری، ملاحظات برنامه نویسی در حالتهای ممیز ثابت، صحیح و ممیز شناور
- بررسی سیستم‌های مخابراتی دیجیتال پر سرعت با سیم و بی سیم مانند xDSL، WiMAX، WiFi و LTE،
ارزیابی پیشنهادی
- تمرین‌ها و پروژه: ۳۰ درصد نمره
- آزمون‌های میان‌ترم و پایانی: ۵۰ درصد نمره
- پروژه پژوهشی: ۲۰ درصد نمره
منابع پیشنهادی
- D. Markovic and R. W. Brodersen. DSp Architecture Design Essentials. Springer, 2012.
- U. Meyer-Baese. Digital Signal Processing with Field-programmable Gate Arrays. 3d Edition. Berlin: Springer-Verlag, 2007.
- G. A. Constantinides, P. Y. K. Chueng, and W. Luk. Synthesis and Optimization Of DSP Algorithms. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2004.
- B. Parhami. Computer Arithmetic: Algorithms and Hardware Designs. 2nd Edition, Oxford University Press, 2010.
- A. V. Oppenheim and R. W. Shafer. Discrete-Time Signal processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 2009.
- J. P. Deschamps, G. J. A. Bioul, and G. D. Sutter. Synthesis of Arithmetic Circuits. FPGA, ASIC, And Embedded Systems. John Wiley & Sons, I 2006.