DSP (PROCESADORES DIGITALES DE SEÑALES)

NOMBRE:

GUTIÉRREZ CABAÑAS DAVID ALBERTO

BOLETA:

2008350223

GRUPO:

7EV6

PROFESOR:

JOSÉ GUADALUPE TORRES MORALES

FECHA DE ENTREGA:

6-SEPTIEMBRE-2010

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaUnidad Culhuacan

Diferencias entre Procesamiento de Señales Digitales y Procesamiento Digital de señales.

Mientras que el procesamiento de señales Digitales se refiere a la amplificación e interpretación de las señales digitalizadas, todo esto realizado mediante circuitos digitales, microprocesadores y ordenadores; el Procesamiento Digital de Señales, se refiere al procesamiento electrónico de señales que provienen de fuentes del mundo real tales como sonido, radio y microondas usando técnicas matemáticas para realizar transformaciones o extraer información.

Sin embargo, podríamos decir que para llevar a cabo el procesamiento digital de señales, tiene que ocurrir al mismo tiempo un procesamiento de señales digitales, ya que las señales que van a ser procesadas para su análisis (en la mayoría de las veces señales analógicas), tienen que ser convertidas a su equivalente digital, es decir, tiene que ser reducida a sus valores numéricos discretos correspondientes entonces si, sus componentes pueden ser aislados, analizados y reordenados más fácilmente que en su primitiva forma analógica.

Uno de los fines del procesamiento digital de señales puede ser el volver las señales analógicas convertidas previamente en datos digitales a su forma original peco con calidad mejorada, por ejemplo para una señal de audio podríamos filtrar ruido, remover interferencias, amplificar o suprimir cierta gama de frecuencias, etc.

Diferencias entre Microcontroladores y DSP's:

En la actualidad, los dispositivos provistos de una (o varias) CPU se denominan microcontroladores, microprocesadores y DSP, y todos ellos se caracterizan por ser capaces de ejecutar programas ubicados en una memoria. Las diferencias entre ellos aparecen en el diseño realizado y dependen, a su vez, de la futura aplicación que se le piense dar al sistema electrónico:

Una de las diferencias más importante encontrada entre un DSP y un Microcontrolador es la estructura de memoria que poseen. En un microcontrolador es posible encontrar una memoria lineal, en la que se almacenan tanto datos como instrucciones de programa. Esto obliga a generar programas que no sobrepasen límites de tamaño ya que podrían sobrescribirse datos por instrucciones o viceversa. Un DSP posee dos bloques separados e independientes de memoria, cada uno con su propio bus de acceso, permitiendo así al procesador ir a buscar la siguiente instrucción y dato en el mismo ciclo de reloj (Fetch).

Otra diferencia importante entre un Microcontrolador y un DSP (y aún entre DSP's) es la cantidad de unidades de ejecución que poseen, las cuales son capaces de realizar operaciones en paralelo. Por ejemplo, además de la típica ALU, un DSP posee bloques MAC de multiplicación y acumulación, se encuentran también bloques sólo para corrimientos, shifters.

Cabe destacar que en la actualidad cada vez se empieza a desarrollar más la tecnología mezclada entre microprocesadores y DSP's. Diversas son las razones para que se produzca esta integración, sin embargo a groso modo es posible identificar una en particular. Los

requerimientos de control en tiempo real bajo condiciones cada vez más exigentes en cuanto a necesidad de cálculo han llevado a los fabricantes de microcontroladores (microchip, ST, etc.) a integrar a sus microprocesadores características de DSP (unidades de cálculo paralelas, pipeling, etc.) y por el otro lado los fabricantes de DSP's (Texas, Motorola, Analog Device, etc.) empiezan a utilizar las características de Microcontroladores (Conversores A/D, puertos digitales I/O, bloques PWM) integrándolas dentro del DSP.

Ventajas de los DSP’s:

La Tecnología VLSI (Very Large Scale Integration) da la posibilidad de diseñar sistemas con la capacidad para ejecutar procesamiento en tiempo real de muchas de las señales de interés para aplicaciones en comunicaciones, control, procesamiento de imagen, multimedia, etc.

Los sistemas digitales son más confiables que los correspondientes sistemas análogos.

Los sistemas digitales ofrecen una mayor flexibilidad que los correspondientes sistemas análogos.

Mayor precisión y mayor exactitud pueden ser obtenidas con sistemas digitales, comparado con los correspondientes sistemas análogos.

Un sistema programable permite flexibilidad en la reconfiguración de aplicaciones DSP.

La tolerancia de los componentes en un sistema análogo hacen que esto sea una dificultad para el diseñador al controlar la exactitud de la señal de salida análoga. Por otro lado, la exactitud de la señal de salida para un sistema digital es predecible y controlable por el tipo de aritmética usada y el número de bits usado en los cálculos.

Las señales digitales pueden ser almacenadas en un disco flexible, Disco Duro o CD–ROM, sin la pérdida de fidelidad más allá que el introducido por el conversor Análogo Digital (ADC). Éste no es el caso para las señales análogas.

Desventajas de los DSP’s

La conversión de una señal analógica en digital, obtenida muestreando la señal y cuantificando las muestras, produce una distorsión que nos impide la exacta reconstrucción de la señal analógica original a partir de muestras cuantificadas.

Existen efectos debidos a la precisión finita que deben ser considerados en el procesado digital de las muestras cuantificadas.

Para muchas señales de gran ancho de banda, se requiere procesado en tiempo real. Para tales señales, el procesado analógico, o incluso óptico, son las únicas soluciones válidas. Sin embargo, cuando los circuitos digitales existen y son de suficiente velocidad se hacen preferibles.

PDP. Primer sistema con entrada analógica y salida digital. Maquina de VAX y DEC.S2811. Primer C.I. diseñado para el procesado de señales en tiempo real por AMI.2920. Llamado chip procesador analógico de señales, disponía de periféricos convertidores A/D y D/A.µPD7720. Desarrollado por NEC, fue el primer dispositivo en ser utilizado para procesamiento de señales de Audio.TMS32010. Primer DSP desarrollado por Texas Instrument.DSP-2060. Para audio, utilizan conversores de altas prestaciones de 24 bits a 96 kHz

TEXAS INSTRUMENTS:

Familia Da Vinci: Orientados al video digital, codificación/decodificación de video. Familia OMAP: DSP alto rendimiento para aplicaciones de procesamiento de gran

cantidad de datos, aplicaciones de multimedia, aplicaciones para computadoras de sistemas operativo Linux o Windows.

Familia TMS320C2000: Orientada al control digital. Familia TMS320C5000: Orientados a la industria de bajo consume, productos

portátiles, reproductores de música, telefonía VoIP, GPS y equipos de medicina. Familia TMS320C6000 :

1. DSP de alto rendimiento TMS320C6414T/15T/16T y TMS320C645x: Familia de DSP de punto fijo orientados a la industria y a la optimización, transmisión, decodificación de voz y video.

2. DSP de bajo costo TMS320C6410/12/13/18, TMS320C642x y TMS320C62x: Familia de DSP de alto rendimiento y bajo costo, utilizado en telecomunicaciones y sistemas inalámbricos.

DSP de punto flotante TMS320C67x y TMS320C672x: Familia de DSP con un poderoso compilador de C y assembler, para la optimización de aplicaciones deaudio de alta fidelidad.