|
Vyučující
|
-
Holada Miroslav, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Témata přednášek: - Současná architektura procesorů vhodných pro číslicové zpracování signálu, jejich programování, vstupně-výstupní zařízení. - Číslicový signál a přenášená informace, vzorkování a vzorkovací teorém, kvantování. - Způsoby programování, strojový kód, vyšší programovací jazyk (C). Možnosti odladění a testování napsaného kódu. Zpracování dat v reálném čase. - Připojení převodníků A/D, D/A, pamětí a dalších periférií přes I2C, SPI, UART a další rozhraní. - Analýza a syntéza signálu v časové oblasti. Generování harmonických signálů. - Číslicové filtry FIR a IIR, jejich návrh a struktura v Matlabu a implementace ve vlastním procesoru. - Analýza číslicového signálu ve frekvenční oblasti. FFT a její realizace, příprava dat, prezentace výsledků. - Možnosti LTI systémů a nelineární procesy - modulace. - Základní implementovatelné audio-efekty. - Algoritmy strojového rozpoznávání, implementace rozpoznávače s natrénovanou neuronovou sítí. Náplň laboratorních cvičení: - Vývojová prostředí předních výrobců procesorů a kontrolérů vhodných pro zpracování signálu. - Programování ve vyšším programovacím jazyce (C/C++) a možnosti ladění napsaného kódu (SWD/JTAG). - Komunikace s periferními zařízeními a nadřazeným počítačem. - Vzorkování, ověření vzorkovacího teorému, anti-alliasingové filtry, prezentace dat. - Základní metody časové analýzy. Střední hodnota, krátkodobá energie a počet průchodů nulou číslicového signálu. - Aplikace konvolutorního součinu pro jednorozměrný signál. - Návrh FIR a IIR filtrů v prostředí MATLAB a jejich implementace. Realizace DP, HP, PP a PZ. Struktura SoS, numerická stabilita. - Identifikace periodického signálu v šumu pomocí autokorelační funkce. - Možnosti realizace FFT. - Generování a dekódování DTMF signálu. - Projekt "SCRAMBLER", AM. - Základní audio efekty. Audio kodeky. - Implementace natrénované neuronové sítě a ověření funkcionality. - Realizace vlastní samostatné semestrální úlohy.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika, Přednáška, Cvičení
- Příprava na zápočet
- 34 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 20 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 40 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je propojení znalostí číslicového zpracování signálu, znalostí programování a struktury procesorů v ukázkových příkladech na reálném hardwaru. Předmět seznamuje s možnostmi praktického použití a nasazení algoritmů číslicového zpracování signálu na reálných procesorech. Na konkrétních příkladech jsou prezentovány implementace základních metod číslicového zpracování signálů. Je probrán způsob programování a algoritmizace úloh pro zpracování v reálném čase, dostupné vstupní a výstupní periferie a jejich možnosti. Na praktických příkladech jsou prezentovány metody časové a frekvenční analýzy a syntézy, algoritmy výpočtu konvoluce, korelace, FFT a možnosti návrhu číslicových filtrů. Návrh a verifikace parametrů je prováděn v prostředí Matlab. Algoritmy jsou implementovány na procesory firem Texas Instruments a STMicroelectronics. V závěru jsou zmíněny možnosti implementace strojového rozpoznávání a neuronových sítí.
Teoretické poznatky a praktické dovednosti z požadované oblasti
|
|
Předpoklady
|
Podmínka registrace: znalosti na úrovni základních kursů z matematiky, číslicového zpracování signálu, programování v jazyce C a práce v prostředí MATLAB.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních a úspěšné řešení zadaných úloh. Zkouška je písemná a ústní.
|
|
Doporučená literatura
|
-
CHASSAING, Rulph a Donald REAY. Digital signal processing: and applications with the TMS320C6713 and TMS320C6416 DSK. 2nd ed.. John Wiley & Sons, 2008. ISBN 978-0-470-13866-3.
-
LANGBRIDGE, By James A. Professional embedded arm development. Indianapolis,. 2013. ISBN 9781118788943.
-
SMÉKAL, Zdeněk a Petr SYSEL. Signálové procesory. 1. vyd.. Praha, 2006. ISBN 80-86645-08-8.
|