Processeurs de Signaux Numériques

Abstract

Les applications temps réel sont depuis longtemps une préoccupation primordiale dans plusieurs domaines. Elles occupent une place de plus en plus importante dans le monde actuel. Longtemps elles étaient réservées aux équipements industriels lourds, et actuellement on les trouve dans des différents produits grand public et particulièrement dans les systèmes de télécommunication. La qualité de ces systèmes est jugée par leur temps d’exécution, ce qui conditionne leurs situations au marché. Les applications temps réel reposent principalement sur des algorithmes de traitement de signal, qui nécessitent une quantité importante de calculs. Pour cela, il a fallu utiliser des calculateurs de fortes puissances, dont le but d’accélérer les calculs spécifiques au domaine du traitement de signal. Pour cette raison, un type spécial de processeur a été créé, il s’agit des processeurs de traitement numérique des signaux (DSP ‘Digital Signal Processors’). Une application temps réel est composée de deux parties : ❖ La première partie correspond à un système informatique composé d’un calculateur exécutant un ensemble de programmes qui forment son logiciel, et qui renferment les algorithmes de l’application. ❖ La seconde partie correspond à son environnement physique, dont les changements d’état, sont perçus par le calculateur au moyen de capteurs. Le calculateur réagit à ces stimulés pour maintenir l’environnement dans un état déterminé au moyen d’actionneurs. Ces applications doivent réagir dans un temps très court afin d’assurer que l’environnement est bien contrôlé, sinon on risque d’avoir des mauvaises conséquences. Au niveau historique, vers les années 70, les DSP ont été initialement développés pour des applications de radars militaires et de télécommunications cryptées, et c'est Texas Instruments pour la première fois qui en 1978 a introduit un DSP pour la synthèse de la voix pour des applications très grand public. Quinze ans plus tard, les DSP deviennent des composants incontournables dans le domaine de l’électronique grand public. Les domaines d'application du traitement numérique du signal sont nombreux et variés. Un DSP est un type particulier de microprocesseur. Il se caractérise par le fait qu’il intègre un ensemble de fonctions spéciales. Ces fonctions sont destinées à le rendre particulièrement performant dans le domaine du traitement numérique du signal. Comme un microprocesseur classique, un DSP est mis en œuvre en lui associant des mémoires (RAM, ROM) et des périphériques. L’objectif de ce polycopié est de fournir un support de cours, de travaux dirigés et de travaux pratiques de la matière processeurs de signaux numériques dédié aux étudiants de la première année master Electronique des Systèmes Embarqués ‘ESE’ de la filière Electronique (2ème semestre)