ACERTIJO DE POSICIÓN DE CORREDORES EN LA OLIMPIADA. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
Micro
1. Proyectos 3º curso Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Telemática TEMA 6: Procesamiento Digital
2. Proyectos Ingeniería Técnica en Telecomunicación Programa Teórico 1.- Introducción: El proyecto Industrial 2.- El proyecto de sistemas electrónicos 3.- Sensores y Captadores 4.- Acondicionamiento de señal 5.- Conversores A/D 6.- Procesamiento digital 7.- Conversores D/A 8.- Amplificadores de Potencia 9.- Actuadores 10.- Transmisión de información MODEMs Trancievers 11.- Fuentes de Alimentación 6.- Procesamiento Digital
4. MUNDO FÍSICO FUENTE DE ENERGÍA Sensores y Captadores de Señal Acondicionamiento Conversión A/D Procesador Conversión D/A MODEM RED Transciever ANTENA Fuentes de Alimentación Amplificador de Potencia Actuadores
5. Procesamiento Digital: Filtrado digital Conversión D/A y A/D Tratamiento digital de Señal Gestión de Procesos Comunicación de procesos Monitorización y control del sistema Etc…
6. Microprocesadores Registros ALU (Unidad Aritmético Lógica) CPU Bus de Control Bus de Datos Bus de Direcciones Unidad de Control
7. Bus de Direcciones CPU Bus de Control Bus de Datos MEMORIA UDS. E / S Reloj Microprocesadores
9. Microcontroladores Criterios de Selección: Generalidades Ancho de palabra Memoria Convertidores A/D y D/A Temporizadores Sistema de Interrupciones Comunicaciones Puertos Señales Específicas Herramientoas de Diseño Consumo de Energía
10. DSPs Aplicaciones: Procesamiento de señales de audio : Proceso de habla : Comunicaciones : Multimedia : Control industrial : Instrumentación Entrada analógica Filtro Anti Alliasing A/D DSP D/A Filtro Reconstrucción Salida analógica
11. DSPs CPU Unidad de Control Caché Registros Internos Multiplicador ALU Desplazador Registros Internos Multiplicador ALU Desplazador Unidad Computacional I Unidad Computacional II Memoria Controlador DMA Puertos Serie Síncronos Puertos de Enlace con otros DSP Interfaz de Buses Procesador de E/S
12. Criterios de Selección de DSPs Velocidad de Ejecución Arquitectura de Memoria Longitud de Palabra Aritmética de coma fija o coma flotante Arquitectura del Bus Externo Procesador de Entradas y Salidas DMA Puertos de Comunicación Comunicación entre Procesadores Herramientas de Diseño Software Funcionalidad Integrada Consumo de Energía
Notas del editor
Un microprocesador es un circuito programable integrado en una única pastilla de silicio que realiza las funciones encomendadas a un procesador digital. Es una CPU ( Central Process Unit ). Hay dos partes fundamentales en la CPU; la unidad de control (interpreta instrucciones y proporciona las señales para ser ejecutadas) y la ALU (Unidad Aritmético-Lógica, efectúa operaciones con los datos).
La CPU es el núcleo del computador (microcomputador), y necesita de otros bloques En la memoria (ROM, RAM) se almacenan los datos y el propio programa a ejecutar; las unidades de entrada / salida (puertos serie, paralelo, etc.) permiten transferencia de información con el exterior. Son también necesarios los buses de comunicación El microprocesador es un sistema programable de propósito general. Puede satisfacer necesidades muy diversas
Dispositivo similar, pero especialmente acondicionado para el trabajo dentro de procesos o sistemas. No es tan importante el proceso de datos y el acceso a los mismos; no hace falta tanta memoria; lo que sí es crítico es la gestión de eventos, sucesos, etc. El microcontrolador se basa en un circuito integrado en el que se tiene un computador autónomo. Es fácilmente conectable con el propio proceso. Memoria ROM : memoria de programa. Memoria RAM : memoria de datos Convertidores ; entradas analógicas o digitales, salidas ídem. Temporizador : gestión de intervalos temporales, reloj, etc. Puertos serie o paralelo : comunicación del microcontrolador. Muy bajo coste, flexibilidad, alta fiabilidad (integración), pequeños, bajo consumo. Características: Generalmente arquitectura Harvard ; (separación física de la memoria de programa y la de datos).
Siempre mirando a la Aplicación.
Aplicaciones: Procesamiento de señales de audio : compresión de audio (mp3), filtrado, TV digital, etc. Proceso de habla : Reconocimiento de voz, compresión de voz, grabadoras digitales de habla, etc. Comunicaciones : teléfonos móviles, módems, fax, GPS Multimedia : compresión de video, audio, imagen digital Control industrial : cancelación de ruido, control de motores, fuentes de alimentación Instrumentación : FFT (filtrado, síntesis de ondas, filtros adaptativos, calculo numérico de alta velocidad, etc. Ejemplo: Aplicación de filtrado digital
La CPU está integrada por la unidad de control y una o varias unidades computacionales, que están formadas por: El MAC (Multiplicador/Acumulador, para multiplicador o sumar de manera eficiente, mediante coma flotante). Se implementa en hardware; puede realizar una multiplicación completa y una suma acumulada en un solo ciclo de reloj. La ALU (unidad aritmético lógica, sumas/restas). El DSP está optimizado para calculo numérico; dispone de una serie de instrucciones especializadas para cálculo, en formatos de coma fija o flotante. El desplazador ( Barrel Shifter , que permite desplazar múltiples bits con una sola instrucción). La Caché : para aumentar velocidad La arquitectura de la CPU está optimizada para el proceso de datos. La Memoria ; generalmente la arquitectura es Harvard , con un bus para datos y otro para instrucciones; Suele n tenerse además distintos bancos de memoria, para permitir accesos simultáneos a datos y programa. Procesador de Entradas / Salidas: Maneja la conectividad del procesador, con el proceso o con otros equipos. Puede interesas mantener un flujo de datos continuo entre el proceso y la memoria, etc. Sería preciso utilizar un convertidor A/D externo. DMA : procesador de E/S que permite flujo de datos entre el exterior y la memoria sin que intervenga la CPU. Estos datos vienen de puertos serie síncronos que conectan el DSP con el proceso. Existen puertos de enlace con otros DSP para conseguir cálculos en paralelo, por ejemplo en configuración pipeline (multiprocesador similar a una cadena de montaje). El Interfaz de Buses permite conectar el DSP con C o P.
