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Utp pds_cap01_intro pds Presentation Transcript

  • 1. Procesamiento Digital de Señales (TC61) Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica Sesión: 1 Ing. José C. Benítez P. Introducción al PDS
  • 2. Sesión 1. Temas Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Introducción al PDS
    • ¿Que es Procesamiento de Señal?
    • ¿Que es el Procesamiento Digital de la Señal?
    • ¿Que es Procesamiento Digital en tiempo real?
    • ¿Qué es un DSP?
    • ¿Por qué pasar al dominio digital?
    • Aplicaciones del procesado digital
    • Características del PDS
    • PPG vs DSP
    • Alternativas
    • ASIC vs FPGA
    • ¿Por qué se usan mas los DSPs?
    • Tipos de DSP
    • Familias DSP
    • Función impulso
    • Función escalón
  • 3. ¿Qué es procesamiento de señal?? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 4. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 5. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 6. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 7. ¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 8. ¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 9. ¿Qué es un DSP? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 10. ¿Por qué pasar al dominio digital? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 11. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Procesamiento de voz
    • Procesamiento de audio
    • Procesamiento de imágenes
  • 12. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 13. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 14. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 15. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 16. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 17. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 18. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 19. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 20. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 21. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 22. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 23. Características del PDS Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 24. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 25. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 26. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 27. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 28. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 29. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 30. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 31. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 32. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 33. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 34. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 35. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 36. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 37. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 38. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. Diagrama de bloques de DSP TMS320F241
  • 39. Alternativas Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 40. ASIC vs FPGA Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • ASIC Ventajas
    • Velocidad
    • Consumo de potencia bajo
    • costo/performance
    • Flexibilidad para diseño
  • 41. ASIC vs FPGA Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • ASIC Desventajas
    • Alto costo de desarrollo
    • Lentos ciclos de desarrollo
    • Inflexible
  • 42. ASIC vs FPGA Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • ¿Qué es un FPGA?
    • Es una red de hardware configurable con interconexiones reconfigurables controladas por el switcheo de una matriz de control.
    • Históricamente se usaron para prototipos
    • Recientemente incluyen características de DSP
    • La mayor Compania de DSP + FPGA: ALTERA (ej: Stratex) & XILINX (ej: Virtex II)
  • 43. ASIC vs FPGA Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • FPGA ventajas
    • Mayor flexibilidad que un ASIC
    • Alta Performance en algunas aplicaciones
    • Reusabilidad de Hardware para diferentes aplicaciones
  • 44. ASIC vs FPGA Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • FPGA desventajas
    • Largo ciclo de desarrollo
    • Caro comparado con un DSP
    • Mayor consumo de potencia comparado con un DSP
  • 45. ¿Por qué se usan mas los DSP? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Algunas aplicaciones no son adecuadas para ser implementadas en un FPGA
      • Paralelismo es limitado
      • Velocidad no es siempre el factor más importante a considerar
    • FPGA es aun demasiado caro para productos finales (ej: teléfonos celulares).
  • 46. Tipos de DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Fixed Point
      • Low end
      • High end
    • Floating Point
  • 47. Tipos de DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Low End Fixed Point
      • TMS320C 2 XX, ADSP21XX, DSP56XXX
    • High End Fixed Point
      • TMS320C 5 5XX, DSP16XXX,
      • ADSP215XX, DSP56800
      • MSC8101 - StarPro2000 (using SC140 from Starcore)
    • Floating Point
      • TMS320C 3 X, C67XX, ADSP210XX, DSP96000, DSP32XX
  • 48. Tipos de DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Fixed Point / Floating Point
    • Procesadores de punto fijo :
      • Barato
      • Pequeño
      • Menos consumo
      • Difícil de programar
        • Búsqueda de errores: truncado, rebosamiento, redondeo
      • Rango dinámico limitado
      • Usado en un 95% de productos de consumo
    • Procesadores de punto flotante :
      • Tiene buena precisión
      • Son mucho más fáciles de programar
      • Pueden acceder a memorias más grandes
    • Es más complejo crear un código eficiente en C en uno de punto fijo que en uno de punto flotante
  • 49. Tipos de DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 50. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 51. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 52. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 53. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 54. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 55. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 56. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 57. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 58. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 59. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 60. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 61. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 62. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 63. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 64. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
  • 65. Función Impulso Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • La función impulso es más un concepto matemático que una función, que se define de la siguiente manera:
      • La función es cero para cualquier valor de t, excepto cero.
      • Cuando la t es cero el valor de la función es infinito.
    • Por definición el área de esta función es igual a uno.
  • 66. Función Escalón Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • La función escalón de Heaviside , también llamada función escalón unitario , debe su nombre al matemático inglés Oliver Heaviside.
    • Es una función discontinua cuyo valor es 0 para cualquier argumento negativo, y 1 para cualquier argumento positivo:
    • Tiene aplicaciones en ingeniería de control y procesamiento de señales, representando una señal que se enciende en un tiempo específico, y se queda prendida indefinidamente.
  • 67. Tarea 2 Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Realizar los mapas semántico y/o mapas conceptuales de todo el contenido de la Diapositiva de la Sesión 2.- Muestreo de Señales.
    • Adjuntar fuentes que le han ayudado a consolidar la tarea.
    • Presentación:
    • Impreso y en USB el desarrollo de la tarea.
    • Los mapas semánticos se deben hacer en PowerPoint y los mapas conceptuales en CMapTools.
    • En USB adjuntar las fuentes (05 PDFs, 05 PPTs y 01 Video.).
    • La fuente debe provenir de una universidad.
  • 68. Presentación Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P.
    • Todas las fuentes deben presentarse en formato digital (USB), dentro de una carpeta que lleve las iniciales del curso, sus Apellidos, guion bajo y luego el numero de la Tarea. Ejemplo:
    • PDS_BenitezPalacios_T2
    • La fuente debe conservar el nombre original y agregar _tema .
    • Las Tareas que no cumplan las indicaciones no serán recepcionados por el profesor.
  • 69. Sesión 1. Introducción al PDS Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. Procesamiento Digital de Señales