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  • 1. Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica Procesamiento Digital de Señales (TC61) Sesión: 1 y 2 Introducción al PDS Ing. José C. Benítez P.
  • 2. Sesión 1. Temas 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 Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 2
  • 3. ¿Qué es procesamiento de señal?? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 3
  • 4. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 4
  • 5. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 5
  • 6. ¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 6
  • 7. ¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 7
  • 8. ¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 8
  • 9. ¿Qué es un DSP? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 9
  • 10. ¿Por qué pasar al dominio digital? Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 10
  • 11. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento de voz Procesamiento de audio Procesamiento de imágenes Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 11
  • 12. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 12
  • 13. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 13
  • 14. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 14
  • 15. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 15
  • 16. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 16
  • 17. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 17
  • 18. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 18
  • 19. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 19
  • 20. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 20
  • 21. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 21
  • 22. Aplicaciones del procesamiento digital Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 22
  • 23. Características del PDS Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 23
  • 24. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 24
  • 25. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 25
  • 26. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 26
  • 27. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 27
  • 28. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 28
  • 29. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 29
  • 30. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 30
  • 31. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 31
  • 32. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 32
  • 33. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 33
  • 34. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 34
  • 35. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 35
  • 36. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 36
  • 37. PPG vs DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 37
  • 38. PPG vs DSP Diagrama de bloques de DSP TMS320F241 Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 38
  • 39. Alternativas Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 39
  • 40. ASIC vs FPGA ASIC Ventajas Velocidad Consumo de potencia bajo costo/performance Flexibilidad para diseño Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 40
  • 41. ASIC vs FPGA ASIC Desventajas Alto costo de desarrollo Lentos ciclos de desarrollo Inflexible Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 41
  • 42. ASIC vs FPGA ¿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) Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 42
  • 43. ASIC vs FPGA FPGA ventajas Mayor flexibilidad que un ASIC Alta Performance en algunas aplicaciones Reusabilidad de Hardware para diferentes aplicaciones Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 43
  • 44. ASIC vs FPGA FPGA desventajas Largo ciclo de desarrollo Caro comparado con un DSP Mayor consumo de potencia comparado con un DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 44
  • 45. ¿Por qué se usan más los DSP? 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). Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 45
  • 46. Tipos de DSP Fixed Point Low end High end Floating Point Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 46
  • 47. Tipos de DSP Low End Fixed Point TMS320C2XX, ADSP21XX, DSP56XXX High End Fixed Point TMS320C55XX, DSP16XXX, ADSP215XX, DSP56800 MSC8101 - StarPro2000 (using SC140 from Starcore) Floating Point TMS320C3X, C67XX, ADSP210XX, DSP96000, DSP32XX Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 47
  • 48. Tipos de DSP 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 Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 48
  • 49. Tipos de DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 49
  • 50. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 50
  • 51. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 51
  • 52. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 52
  • 53. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 53
  • 54. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 54
  • 55. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 55
  • 56. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 56
  • 57. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 57
  • 58. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 58
  • 59. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 59
  • 60. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 60
  • 61. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 61
  • 62. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 62
  • 63. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 63
  • 64. Familias DSP Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 64
  • 65. Función Impulso 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. Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 65
  • 66. Función Escalón • 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. Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 66
  • 67. Sesión 1 y 2. Introducción al PDS Procesamiento Digital de Señales Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 67