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Découvrez la TMS-320, une carte DSP signée Texas Instruments

Découvrez la TMS-320, une carte DSP signée Texas Instruments

Message non lude Wistaro » 18 Mar 2017, 23:42

Nous vous parlons souvent de
Texas Instruments
à propos des
calculatrices
, la marque étant un
leader
sur le marché.
Mais vous savez peut-être également que ce n'est pas le seul domaine dans lequel
Texas Instruments
est maître : l'entreprise est en effet très reconnue pour ses
composants électroniques
et ses
circuits intégrés
.
C'est même l'un des fabricants les plus importants dans le domaine!


Souvenez-vous, il y a quelques
mois
, Alvoko vous parlait du "Speak&Spell", un jeu créé par
Texas Instruments
en
1976
, destiné aux enfants (connu en France sous le nom de "Dictée Magique"). Ce jeu fut un
succès
, et il apparut même dans le film
E-T
, de
Steven Spielberg
.

Pourquoi je vous parle de ça ?
Parce que derrière l'invention anodine de ce jeu, se cache en réalité
l'invention d'une technologie
qui va bouleverser
l'électronique
et le
traitement de l'information
.


Cette invention, vous l'avez vu dans le titre, c'est le
DSP
, ou
"Digital Signal Processor"
.



Vous ne savez pas ce que c'est ?
Pas de problème, je vous explique, c'est pas compliqué.

Je suis sûr que parfois, votre ordinateur
rame
.
Voire souvent
. Dès que vous ouvrez une
grosse application
, le fameux sablier tourne et vous ne pouvez rien faire pendant ce temps. Même si vous avez un
Intel Core i7 overclocké à 5GHz
. Pourquoi?
Parce-que votre
processeur
, le
cœur de l'ordinateur
, ne peut effectuer
qu'une seule opération à la fois
.
Stupéfiant, hein ?
Eh oui. Même si aujourd'hui, les ordinateurs peuvent avoir plusieurs "cœurs", le principe du
"une opération par cœur"
reste vrai.

Par
opération
, j'entends soit une
addition
, soit
une multiplication
.
Et rappelez-vous : l'ordinateur travaille en
code binaire
, 0 ou 1. Il s'agit donc d'opérations logique entre nombre binaires.

Enfin bref, à chaque
coup d'horloge
de votre
cœur
, la machine fait un
calcul.
Par exemple, pour calculer "
2*3 +45*12"
(en binaire bien sûr)
, la machine fait d'abord 2*3 (
1 battement de cœur
), puis 45*12 (
2 battements
), puis fait la somme (
3 battements
).
En réalité, il y a davantage d'opérations et donc de battements d'horloge, la machine effectuant les calculs bit à bit.
Évidemment, pendant ces battements,
la machine ne fait rien
.

Imaginez des
milliards
d'opérations, beaucoup plus complexes.
Vous comprenez la lenteur de votre machine quand vous ouvrez 40 fenêtres à la fois ? La pauvre :(


Dans un ordinateur,
ça passe
, des techniques poussées, comme le
multithreading
, permettent de minimiser les temps de calcul. Mais dans certaines applications, ce n'est pas suffisant.. Il faut réagir vite, et en parallèle d'autres tâches.
Prenez une voiture. Si l'airbag doit se déclencher mais que le processeur dit
"pas question, je suis en train de calculer la direction assistée"
, que se passe-t-il ? Le conducteur de la voiture n'est pas protégé à temps.
Un autre exemple. Si vous branchez un
casque à votre ordinateur
, comment ce dernier peut-il à la fois
décoder le signal
de sortie numérique en analogique,
ouvrir VLC
et
démarrer ti-planet.org sur Google Chrome
?
Oh, ça
fonctionnerait
... mais le son serait haché, vu que le processeur ne pourrait pas tout traiter à fois.

Et c'est pour ces raisons que des chercheurs se sont tournés vers le
temps-réel
. Pouvoir effectuer
plusieurs tâches en même temps
.

Et, ils ont réussi. Comment ? En
combinant plusieurs opérations
, en un seul tick d'horloge, tout simplement.
On appelle ça une opération
MAC
(Mulitiplex Accumulation Controler)
.

Les avantages ?

  • Calculs en temps réels !
  • Temps de calculs prévisibles !
  • Traitement numérique des signaux !
La technologie derrière est
très complexe
, et je ne vais pas rentrer dans les détails. Mais voici ce que vous devez retenir.

Donc, revenons à
Texas Instruments
. Une fois qu'il ont découvert ça, leur travail a été amélioré, et aujourd'hui on retrouve des
DSP partout
:
Automobile, Aéronautique, Aérospatiale, et même dans votre PC
. Votre
carte son
, votre
carte graphique
, votre
carte réseau
sont implantées chacune d'un
(ou plusieurs)
DSP
.
Notez qu'il est possible de simuler logiciellement le comportant des DSP.



Aujourd'hui, je vous annonce que
j'ai eu la chance d'avoir en ma possession
une
carte DSP
de chez
Texas Instruments
: une carte
fonctionnelle
, mais plutôt destinée à des
étudiants
pour comprendre le fonctionnement des DSP
(même si on peut tout réaliser avec cette carte)
.

Découvrons-là ensemble!

Nous avons une
jolie boîte
rouge, comportant les éléments suivants:
  • Une notice d'utilisation en anglais et en français
  • Un CD-Rom comportant le compilateur et des programmes de démonstration
  • La carte en elle-même
  • Le câble d'alimentation et de connexion à l'ordinateur


La carte en ma possession, répondant au nom de
"TMS-320"
, est plutôt
ancienne
.
Il faut donc prévoir un ordinateur ayant un
port parallèle
, ou
un adaptateur
.
Le constructeur recommande
Windows XP ou 2000
.

Un émulateur fait parfaitement l'affaire !




La carte embarque
plusieurs modules:

  • La puce DSP
    (TMS-320)
  • En entrée/sortie: des prises jacks
    3.5mm
  • Des modules CAN / CNA (AIC)
  • Un port parallèle pour la
    programmation

La carte, comme tous les DSP, permet de réaliser
3 éléments
principaux :


  • On branche un micro en entrée, des enceintes en sorties.
    Le DSP fait office de
    filtre numérique
    (FIR, ou Filtre à Réponse Impulsionnelle, basée sur un transfert purement polynomial)
    . C'est l'un des
    avantages
    des DSP :
    le traitement numérique des signaux
    . En analogique, il faudrait faire des filtres, des amplificateurs...Le nombre de composants
    augmentant avec la précision du filtre
    , pour faire un filtre de grand ordre, prévoyez de la place :D . Avec les DSP et le
    filtrage numérique
    polynomial, un simple fichier texte de valeurs peut créer un filtre d'ordre très élevé.

    Grace au
    compilateur intégré
    , vous pouvez tout à fait créer votre propre filtre. Transformer votre voix en celle de Dark Vador, par exemple :D

  • Créer des signaux
    . Envie de créer votre propre musique ? C'est possible avec la carte. Générez des sinus de différentes fréquences, et vous devenez compositeurs !
    Dans certaines consoles, c'était ce qui était utilisé pour faire les musiques.
  • Faire simplement de l'acquisition de signal
    . Enregistrez votre voix, effectuez des calculs dessus..






La carte se programme dans le
langage C,
grâce au
compilateur propriétaire
Code Composer Studio..
Les programmes de
démonstrations
sont nombreux et permettent de bien comprendre comment tout fonctionne.









Vous pouvez vous procurer la carte ici


* - *

Voilà, j'espère que maintenant vous en savez davantage sur le
Digital Signal Processor!


N'hésitez pas à vous exprimer si vous avez des questions ou des remarques.


À bientôt sur Ti-Planet.org pour un nouvel article!
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Re: Découvrez la TMS-320, une carte DSP signée Texas Instrum

Message non lude romsor » 19 Mar 2017, 20:35

Pour l'anecdote, j'avais utilisée un Starter Kit de Texas Instruments (avec un DSP TMS320C31) pour faire les tout premiers reverse-engineering de leur protocole de communication calculatrice <=> PC (D-bus). A l'époque, le DSP pédalait à 50 MHz et j'avais écrit un programme en assembleur pur pour m'en servir comme d'un analyseur logique puis comme décodage du protocole.

Je récupérais ensuite les logs via le port parallèle. J'avais porté l'intégralité de leur bibliothèque de communication DOS vers Linux pour être tranquille.

L'assembleur était tellement puissant que j'avais l'impression de programmer en C ou Pascal.

Et puis, il y a avait un côté rigolo à utiliser un produit TI pour "cracker" un autre produit TI ;-)

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Re: Découvrez la TMS-320, une carte DSP signée Texas Instrum

Message non lude Wistaro » 19 Mar 2017, 20:43

Merci de ton anecdote :)

Il s'agirait de la même carte, apparemment.
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