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Aperçu général

La carte Signal Ranger SR-MK2 est une carte DSP point fixe dotée d’un DSP TMS320C5502 à 300 MHz, d’un FPGA SPARTAN 3 (400 kgates) et d’une interface haute vitesse USB 2 permettant une communication rapide entre le PC et la carte. Le pilote USB pour Windows permet le branchement de plusieurs cartes sur un même PC.

Cette carte DSP peut être utilisée alors qu’elle est branchée au PC fournissant ainsi un moyen d’échanger en temps réel des données et des commandes entre le PC et le DSP (idéal pour le domaine de l’instrumentation dédiée). Elle peut aussi être utilisée en mode autonome pour exécuter du code DSP embarqué.

Étant donné ses ressources très flexibles (DSP et FPGA) et le fait qu’elle puisse fonctionner en mode autonome, la carte Signal Ranger SR-MK2 peut être utilisée pour plusieurs applications.

En utilisant la carte d’expansion SR2-Analog-16, 16 entrées/sorties analogiques (16 bits) sont ajoutées. Avec cette carte d’expansion, la carte DSP Signal Ranger SR-MK2 est une solution rentable pour les applications DSP multicanaux.

Applications

• Traitement de la parole et acquisition audio multicanaux
• Contrôle haute vitesse multicanaux (contrôle actif, PID)
• Instrumentation et mesure
• Analyse vibro-acoustique
• Traitement d’antennes acoustiques (beamforming)
• Développement logiciel DSP

Avantages

• Solution rentable pour les applications audio multicanaux (avec en option la carte d’expansion SR2-Analog-16.
  
  
• Comprend un puissant FPGA Spartan 3 (400 kgates) de Xilinx offrant 63 entrées/sorties digitales pour utilisations générales et les interfaces matérielles.
  
  
• Port USB 2 haute vitesse permettant le transfert de données en temps réel avec le PC.
  
  
• Deux modes d’initialisation (autonome et PC) sont accessibles sans l’usage de cavaliers (jumpers). Même lorsque la carte DSP a été initialisée en mode autonome, le PC peut être branché à tout moment pour lire ou écrire la mémoire DSP sans interrompre l’exécution du code DSP.
  
  
• Outils logiciels performants offrant une transition continue entre les phases de développement, de débogage et de déploiement sans que la performance ne soit compromise.
  
  
• Connecteur JTAG DSP. L’ajout d’un émulateur JTAG (non inclus) permet une émulation complète pour l’utilisation dans un environnement Code-Composer-Studio.
  
  
• La carte est dotée d’un contrôleur USB 2.0. Le DSP est libre de toute tâche de gestion du protocole USB. De plus, avec cette architecture, le contrôleur USB est maître permettant ainsi au PC de reprendre le contrôle de la carte en toute circonstance même si le code DSP n’est plus fonctionnel.

Outils de développement logiciel

• Pilote pour Win2K, WinXP et Windows Vista: Ce pilote permet le branchement d’une ou de plusieurs cartes Signal Ranger SR-MK2 au PC.
  
  
• Débogueur symbolique polyvalent: Ce mini-débogueur comprend plusieurs caractéristiques telles que l’affichage de données en temps réel, l’accès symbolique aux variables, l’exécution dynamique, la programmation de la mémoire Flash, etc. Au coeur du mini-débogueur, on utilise la même librairie d’interface PC que celle que le développeur utilise pour son application PC. Cela assure une transition continue de l’environnement de développement à l’environnement de déploiement.
  
  
• Interface Labview: Cette librairie LabVIEW permet d’interfacer du code développé en LabVIEW avec la carte DSP. Elle inclut des VIs pour télécharger du code DSP (chargeur COFF), lancer les fonctions DSP et lire/écrire la mémoire DSP pendant que le code DSP s’exécute.
  
  
• Interface C/C++: Cette DLL permet d’interfacer du code développé en C/C++ avec la carte DSP. Il comprend des fonctions pour télécharger le code DSP (chargeur COFF), lancer les fonctions DSP et lire/écrire la mémoire DSP pendant que le code DSP s’exécute.
  
  
• Application auto-test: Cette application teste toutes les composantes matérielles de la carte DSP.
  
  
• Exemples de code: Deux applications démo LabVIEW illustrent le développement du code DSP en C et en assembleur. Ces exemples illustrent comment interfacer le code DSP à une application PC LabVIEW. De plus, un exemple d’application en Visual Studio illustre le développement d’une interface PC en C/C++.
  
  
• Pilote Flash et exemple de code: Ce pilote comprend tout le code pour configurer et utiliser la mémoire Flash de 2 Mbytes qui est sur la carte Signal Ranger.
  
  
• Configuration FPGA par défaut: La carte est fournie avec une configuratioin FPGA par défaut qui offre 63 entrées/sorties digitales.

Architecture et modes d’initialisation

La carte Signal Ranger SR-MK2 inclut de la mémoire Flash de 2 Mbytes à partir de laquelle le DSP peut s’initialiser. De plus, la Flash peut contenir un code de configuration du FPGA permettant au DSP d’initialiser la logique du FPGA pendant le démarrage.

Il y a deux modes de démarrage du DSP:

• Démarrage autonome: Au démarrage, le contrôleur USB en configuration autonome prend le contrôle du DSP et du FPGA. Il charge un kernel de communication dans la RAM et l’exécute. Ce kernel cherche dans la mémoire Flash un fichier de description logique FPGA. S’il le trouve, il charge le FPGA. Puis, il cherche à nouveau dans la mémoire Flash pour trouver le code DSP. S’il le trouve, il le charge dans la RAM et l’exécute. En préprogrammant la mémoire Flash avec la logique FPGA et le code DSP, la carte peut fonctionner en mode autonome exécutant une application chargée sur le DSP dès la mise sous tension.
  
  
• Démarrage via le PC: Après avoir branché la carte au PC, celui-ci peut forcer le DSP à se réinitialiser. Avec ce mode, le PC peut forcer le rechargement d’un nouveau code sur le DSP et le FPGA. Ce mode peut être utilisé pour prendre le contrôle du DSP à tout moment. Il peut être utilisé particulièrement pour reprogrammer la mémoire Flash de façon entièrement transparente sans l’usage de cavaliers (jumpers).

Même si la carte DSP a été initialisée en mode autonome, le PC peut être branché à tout moment pour lire/écrire la mémoire DSP sans interrompre l’exécution du code DSP. Ces fonctions peuvent être utilisées pour visualiser en temps réel les paramètres du code DSP ou pour lui envoyer des commandes.

Puissance de calcul jusqu’à 600 MIPS

La carte DSP Signal Ranger SR-MK2 est dotée d’un TMS320C5502 fonctionnant à 300 MHz. Le DSP fournit de hautes performances et une faible consommation. Le DSP inclut deux multiplieurs qui permettent jusqu’à 600 millions de multiplications et additions par seconde. Le 5502 possède deux unités arithmétiques et logiques (ALU) et un ALU 16 bits supplémentaire. Ces caractéristiques permettent une implémentation efficace du traitement de signal avancé tel que les filtres FIR, IIR, FFT, les algorithmes LMS et différentes fonctions mathématiques. Le FPGA 400 kgates Spartan 3 inclut 16 multiplieurs 18 x 18 dédiés qui peuvent être utilisés pour le co-processing.