Utp pds_cap01_intro pds

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Utp pds_cap01_intro pds

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

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