Procesamiento Digital de Señales (DSP)

Procesadores Digitales de Señales (DSP) Camilo Torres  Jorge Pineda Pineda Saúl Tejeda

Procesamiento Digital de Señales

Es una operación o transformación de una señal en un hardware digital según reglas bien denidas las cuales son introducidas al hardware hardware a tra!s de un software software espec"co #ue puede o no manejar lenguajes tanto de alto como de bajo niel$

¿Qué es un DSP? %os &SP o procesadores digitales de señal son microprocesadores espec"camente diseñados para el procesado digital de señal$ Estos posee un conjunto de instrucciones( un hardware ) un software optimi*ados para aplicaciones #ue re#uieran operaciones num!ricas a mu) alta elocidad$

Historia DSP

Pose"a un chip 0&C1&0C$ ,o pose"a un multiplicador de hardware$ ,o tuo !2ito en el Se lan*ó +,TE% -.-/mercado$ •

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197 8

Historia DSP 03+ lan*a el S2811( fue diseñado como un microprocesador perif!rico$ ,o tuo gran !2ito en el mercado$

4ell %abs introduce el primer chip procesador digital de señales 5&SP6( !e "ac # "icro$rocessor

197 9

Historia DSP Se presentaron los primeros &SP completos

P&778/ 9ueron inspirados en las inestigaciones de PST,  Telecomunicaciones$

198 %

&SP8

Historia DSP Produce el T3S:-/8/ ) el  T3S:-/C;< • • •

Se engloban dentro de la losof"a C+SC Son diseñados para ser escalables =ltimamente diseñados para aplicaciones concretas como la telefon"a móil

H&  ' 

uncionamiento DSP Se ha dicho #ue puede trabajar con señales analógicas( pero el &SP es un sistema digital( por lo tanto necesitar> un conersor analógico1digital a su entrada ) digital1analógico en la salida$ Como todo sistema basado en procesador programable necesita una memoria donde almacenar los datos con los #ue trabajar> ) ntrad Salida el programa #ue ejecuta$ a

0ctuad or

Sensor

Señal analógi ca

Seña l digit al

Seña l digit al

Señal analógi ca

*em$lo de a$licaciones de DSP •

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Eliminar el eco comunicaciones$

en

las

l"neas

de

%ograr hacer m>s claras im>genes de órganos internos en los e#uipos de diagnóstico m!dico$ Cifrar conersaciones en tel!fonos celulares para mantener priacidad$ 0nali*ar datos s"smicos para encontrar nueas reseras de petróleo$

Dem+s usos en la actualidad

,ireless -./

0econocimien to de o

"ane*o de contenido digital

0e$roductore s digitales de audio

3+maras digitales

.utomatiaci 4n de 5a6ricas

 control de motores inersores industriales entre

¿Qué !ace a un DSP un DSP?

?na de las m>s importantes caracter"sticas de un &SP es su capacidad de reali*ar operaciones de multiplicación ) acumulación 530Cs6 en sólo un ciclo de reloj$ ,o obstante ello( es necesario #ue el dispositio posea la caracter"stica de manejar aplicaciones cr"ticas en tiempo real$

.r:uitectura DSP ?n DSP est> diseñado teniendo en cuenta las tareas m>s habituales del procesado digital@ sumas( multiplicaciones ) retrasos 5almacenar en memoria6$ %os DSP  abandonan la ar#uitectura cl>sica de Aon ,eumann( en la #ue datos ) programas est>n en la misma *ona de memoria( ) apuestan por la denominada 0r#uitectura Barard$ En una ar#uitectura Barard e2isten blo#ues de memoria f"sicamente separados para datos ) programas$ Cada uno de estos blo#ues de memoria se direcciona mediante buses separados 5tanto de direcciones como de datos6( e incluso es posible

lementos 6+sicos de un DSP •

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Conersores en las entradas ) salidas$ 3emoria de datos( memoria de programa ) &30$ ".3s; multiplicadores ) acumuladores$ .-s •

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%a Tecnolog"a A%S+ 5Aer) %arge Scale +ntegration6 da la posibilidad de diseñar sistemas con la capacidad para ejecutar procesamiento en tiempo real de muchas de las señales de inter!s para aplicaciones en comunicaciones( control( procesamiento de imagen( multimedia( etc$ %os sistemas digitales son m>s conables #ue los correspondientes sistemas an>logos$ %os sistemas digitales ofrecen una ma)or e2ibilidad #ue los correspondientes sistemas an>logos$ 3a)or precisión ) ma)or e2actitud pueden ser obtenidas con sistemas digitales( comparado con

enta*as de los DSP>s •

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?n sistema programable permite e2ibilidad en la reconguración de aplicaciones &SP$ %a tolerancia de los componentes en un sistema an>logo hacen #ue esto sea una dicultad para el diseñador al controlar la e2actitud de la señal de salida an>loga$ %as señales digitales pueden ser almacenadas en un disco e2ible( &isco &uro o C&F DG3

Desenta*as de los DSP>s •

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%a conersión de una señal analógica en digital( obtenida muestreando la señal ) cuanticando las muestras( produce una distorsión #ue nos impide la reconstrucción de la señal analógica original a partir de muestras cuanticadas$ E2isten efectos debidos a la precisión nita #ue deben ser considerados en el procesado digital de las muestras cuanticadas$ Para muchas señales de gran ancho de banda( se re#uiere procesado en tiempo real$

a6ricantes de DSP>s eEas @nstruments

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