Découvrez la TMS-320, une carte DSP signée Texas Instruments
Posted: 18 Mar 2017, 22:42Nous 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 ?
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:
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 carte, comme tous les DSP, permet de réaliser 3 éléments principaux :
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.
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 !
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 
. 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 - 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
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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!
