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Procesamiento Digital de Señales
(TC61)
Facultad de Ingeniería Electrónica y Mecatrónica
Sesión: 1 y 2
Ing. José C. Benítez P.
Introducción al PDS
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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
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¿Qué es procesamiento de señal??
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¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal?
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¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal?
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¿Qué es el Procesamiento Digital de la señal?
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¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real?
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¿Qué es Procesamiento Digital en tiempo real?
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¿Qué es un DSP?
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¿Por qué pasar al dominio digital?
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Aplicaciones del procesamiento digital
� Procesamiento de voz� Procesamiento de audio� Procesamiento de imágenes
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Aplicaciones del procesamiento digital
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Características del PDS
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
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PPG vs DSP
Diagrama de bloques de DSP TMS320F241
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Alternativas
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ASIC vs FPGA
ASIC Ventajas� Velocidad
� Consumo de potencia bajo
� costo/performance
� Flexibilidad para diseño
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ASIC vs FPGA
ASIC Desventajas� Alto costo de desarrollo
� Lentos ciclos de desarrollo
� Inflexible
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 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)
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 43
ASIC vs FPGA
FPGA ventajas� Mayor flexibilidad que un ASIC
� Alta Performance en algunas aplicaciones
� Reusabilidad de Hardware para diferentes
aplicaciones
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 44
ASIC vs FPGA
FPGA desventajas� Largo ciclo de desarrollo
� Caro comparado con un DSP
� Mayor consumo de potencia comparado
con un DSP
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 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).
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 46
Tipos de DSP
� Fixed Point
� Low end
� High end
� Floating Point
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 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
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 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
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 49
Tipos de DSP
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Familias DSP
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 51
Familias DSP
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Familias DSP
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Procesamiento Digital de Señales - Prof. Ing. Jose C. Benitez P. 53
Familias DSP
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Familias DSP
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Familias DSP
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Familias DSP
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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.
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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.
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Sesión 1 y 2. Introducción al PDS
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