Techniques d’Implémentation de fonctions DSP pour FPGA Xilinx™

(ref.D_ESS)

2 jours - 14 heures

Objectifs

  • Décrire les avantages d’un FPGA sur les processeurs pour des applications de traitement du signal.
  • Utiliser de l’arithmétique en virgule fixe et identifier comment l’utiliser afin de créer des designs efficaces dans un FPGA
  • Reconnaître comment les Slices et les blocs DSP48 sont utilisés pour implémenter des fonctions de traitement du signal
  • Expliquer le flot de donnée dans le composant et comment utiliser les mémoires distribuées, les blocs mémoires et les registres à décalage dans un design
  • Construire différent types de filtre FIR et FFT et comment optimiser cette implémentation dans un FPGA
  • Expliquer les algorithmes pour la vidéo et les images et leur implémentation dans un FPGA

Partenaires

xilinx atp

Prérequis

  • Connaissances basiques et théoriques sur le traitement numérique du signal incluant les principes suivants :
    • Taux d’échantillonnage
    • Filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR) et infinie (IIR)
    • Oscillateurs et mixeurs
    • Algorithme Fast Fourier Transform (FFT)

Configurations

  • Aucune configuration informatique n'est nécessaire, seul un crayon, une gomme, un bloc-note et une calculatrice sont nécessaires.

Contenu

Retour aux bases

  • Comparaison Processeur DSP/FPGA
  • Traitement numérique du signal : Définition, Raisons et Applications
  • Rappels sur les nombres signés binaire
  • Arithmétique sur les nombres signés
  • Quantification, Saturation, Troncature et Arrondi
  • Latence / Débit

Architecture des FPGAs

  • Introduction sur les FPGA Xilinx Série-7
  • Architecture des CLB (Slices)
  • Blocs DSP48E1
  • Ressources Bloc Mémoire

Mathématiques sur les FPGAs

  • Addition et Soustraction
  • Accumulation
  • Multiplication
  • Inférence et IP supportées
  • Exercice

Registres à décalage, Mémoire et application

  • SRL32E
  • Mémoires distribuées
  • Bloc Mémoire
  • Exercice

Le filtre FIR

  • Introduction
  • FIR à base de MAC
  • FIR semi-parallèle
  • FIR parallèle
  • FIR à base d’arithmétique distribuée
  • Inférence et IP supportées
  • Exercice

Techniques avancées de filtrage

  • Introduction
  • Filtre multi-canaux
  • Filtre interpolé et demi-bande
  • Filtre multi-rate : théorie de l’interpolation
  • Filtre multi-rate : théorie de la décimation
  • Multi-canaux et multi-rate
  • Autres fonctions et filtres
  • Exercice

La transformée de Fourier Rapide

  • Introduction
  • Conception d’une FFT
  • Le core FFT
  • Exercice

Vidéo et Image

  • Introduction
  • Chemin de donnée ou Post traitement
  • Techniques de traitement vidéo
  • Traitement d’images

Moyens Pedagogiques

  • Présentiel
  • Présentation par vidéo projecteur
  • Fourniture d’un support de cours au format papier

Encadrement

  • Formateur agréé XILINX : Ingénieur Electronique et Télécommunication ENSIL
    • Expert FPGA XILINX – Langage VHDL – DSP – Design RTL

Modalités de suivi et appréciation des résultats

  • Fiches de présence émargées
  • Questionnaire d’appréciation
  • Fiche d'évaluation portant sur :
    • Questionnaire technique
    • Résultat des Travaux pratiques
    • Validation des Objectifs