Architetture e programmazione dsp
A.A. 2018/2019
Obiettivi formativi
L'obiettivo del corso è offrire allo studente un quadro completo delle conoscenze relative alle metodologie e alle tecnologie necessarie e sufficienti per affrontare e realizzare sistemi di natura dedicata (embedded), con un un approccio sistemistico. Tramite il metodo dell'elaborazione del segnale (signal processing) lo studente potrà conoscere i tre livelli di rappresentazione dell'informazione nei sistemi dedicati, il livello analogico (fisico sensoriale), il livello a segnali misti (analogico/digitale) e il livello digitale (digital signal processing, DSP). Oltre al metodo di elaborazione algoritmico (hardcomputing) lo studente potrà conoscere e applicare i metodi dell'elaborazione sfumata delle informazioni di segnale (softcomputing) per l'interazione con informazioni di natura imprecisa e non lineare. L'inferenza basata sulla logica fuzzy e sui paradigmi del neural computing faranno parte delle conoscenze teoriche e metodologiche che lo studente acquisirà durante il corso.
Obiettivo del corso è anche consentire allo studente di consolidare le conoscenze acquisite tramite la pratica applicativa basata sui metodi della simulazione e della prototipazione rapida basata su piattaforme di sviluppo a standard industriale e allo stato dell'arte.
Obiettivo del corso è anche consentire allo studente di consolidare le conoscenze acquisite tramite la pratica applicativa basata sui metodi della simulazione e della prototipazione rapida basata su piattaforme di sviluppo a standard industriale e allo stato dell'arte.
Risultati apprendimento attesi
Non definiti
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Linea Milano
Periodo
Primo semestre
Programma
· Introduzione
o Fondamenti di elettronica analogica
o Metodologia di elaborazione numerica del segnale, campi applicativi e problematiche legate alla realizzazione delle applicazioni di natura industriale.
· Informazioni analogiche e digitali
o Natura analogica dell'informazione di segnale: Elaborazione analogica del l'informazione di segnale. Amplificazione, filtraggio, modulazione. (frequenza ampiezza e fase).
· Fondamenti elaborazione numerica del segnale
o Natura del segnale, campionamento, quantizzazione, analisi frequenziale, sintesi dei segnali, filtraggio.
· Programmazione DSP
o Natura delle informazioni numeriche, rappresentazione dei numeri, linguaggi di programmazione numerica (fixed e floating-point), modello di programmazione, elementi di programmazione in linguaggio C per la codifica efficiente degli algoritmi di elaborazione numerica del segnale, elementi di linguaggi di programmazione di natura modellistica (Matlab/Simulink).
· Architetture DSP
o Natura dell'architettura del sistema DSP, sottosistema di digitalizzazione (input/output analogico), convertitori analogico/digitale e digitale/analogico, architetture RISC e application specific (ASP), architettura Harvard, parallelismo esecutivo, pipelining, architettura Very Long Instruction Word (VLIW), architetture sistoliche, architetture programmabili (FPGA), multimedia processor e System-on-Chip (SoC).
· Metodi softcomputing
o Fuzzy logic
o Reti neurali artificiali: apprendimento dai dati di segnale e test
o Reti neurali artificiali evolutive per la modellazione di motori inferenziali fuzzy logic (EFuNN) Evolving Fuzzy Neural Network.
· Metodologia di progettazione
o Programmazione di algoritmi DSP in ambiente MATLAB/Simulink (C-like), simulazione, emulazione e generazione del codice eseguibile su target DSP.
o Prototipazione rapida su piattaforme di sviluppo dedicate.
o Fondamenti di elettronica analogica
o Metodologia di elaborazione numerica del segnale, campi applicativi e problematiche legate alla realizzazione delle applicazioni di natura industriale.
· Informazioni analogiche e digitali
o Natura analogica dell'informazione di segnale: Elaborazione analogica del l'informazione di segnale. Amplificazione, filtraggio, modulazione. (frequenza ampiezza e fase).
· Fondamenti elaborazione numerica del segnale
o Natura del segnale, campionamento, quantizzazione, analisi frequenziale, sintesi dei segnali, filtraggio.
· Programmazione DSP
o Natura delle informazioni numeriche, rappresentazione dei numeri, linguaggi di programmazione numerica (fixed e floating-point), modello di programmazione, elementi di programmazione in linguaggio C per la codifica efficiente degli algoritmi di elaborazione numerica del segnale, elementi di linguaggi di programmazione di natura modellistica (Matlab/Simulink).
· Architetture DSP
o Natura dell'architettura del sistema DSP, sottosistema di digitalizzazione (input/output analogico), convertitori analogico/digitale e digitale/analogico, architetture RISC e application specific (ASP), architettura Harvard, parallelismo esecutivo, pipelining, architettura Very Long Instruction Word (VLIW), architetture sistoliche, architetture programmabili (FPGA), multimedia processor e System-on-Chip (SoC).
· Metodi softcomputing
o Fuzzy logic
o Reti neurali artificiali: apprendimento dai dati di segnale e test
o Reti neurali artificiali evolutive per la modellazione di motori inferenziali fuzzy logic (EFuNN) Evolving Fuzzy Neural Network.
· Metodologia di progettazione
o Programmazione di algoritmi DSP in ambiente MATLAB/Simulink (C-like), simulazione, emulazione e generazione del codice eseguibile su target DSP.
o Prototipazione rapida su piattaforme di sviluppo dedicate.
Prerequisiti
Analisi Matematica / Matematica discreta / Fisica
Esame scritto con domande a risposta multipla e/o aperte
Esame scritto con domande a risposta multipla e/o aperte
Materiale di riferimento
Il corso è dotato di una dispensa che riporta integralmente i contenuti esposti durante le lezioni, una serie di libri tutorial e una raccolta esaustiva di codice MATLAB esemplificativo dei metodi fondamentali di elaborazione numerica del segnale.
Dispensa: M. Malcangi: "Elaborazione numerica del segnale", Maggioli Editore, Milano, 2013. Cod. 8838762511
Testo di approfondimento e manuale di pratica applicativa: Steven W Smith - The scientist and Engineer's guide to Digital Signal Processing - California Technical Publishing, 1999
Tutorial: Matlab
Dispensa: M. Malcangi: "Elaborazione numerica del segnale", Maggioli Editore, Milano, 2013. Cod. 8838762511
Testo di approfondimento e manuale di pratica applicativa: Steven W Smith - The scientist and Engineer's guide to Digital Signal Processing - California Technical Publishing, 1999
Tutorial: Matlab
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente:
Malcangi Mario Natalino