Diseño Moderno de Circuitos Digitales Usando DSP’S

Abstract

Los seres humanos interactuamos con el mundo real en base a señales analógicas, las cuales pueden ser presión, intensidad luminosa, calor, sonidos etc. Dichas señales son variables continuas en el tiempo. Cada uno de nuestros sentidos es sensible a diferentes tipos de señales analógicas. Nuestros oídos son sensibles al sonido, nuestros ojos a la luz etc., una vez que recibimos una señal, nuestros órganos sensoriales se encargan de convertirla en una señal eléctrica y la mandan al cerebro, nuestra gran computadora analógica. El cerebro es una computadora sumamente poderosa cuya capacidad no es posible alcanzar con ninguna de las computadoras digitales actuales, ya que no solo analiza la información recibida, sino que también es capaz de tomar decisiones usando esos datos.Desafortunadamente las computadoras trabajan con señales digitales, y no analógicas, es por eso que para poder aprovechar la capacidad y versatilidad que nos ofrecen, debemos hacer lo siguiente:1. Convertir las señales analógicas en señales eléctricas, utilizando un transductor (como un micrófono). 2. Digitalizar esas señales, es decir convertirlas de su forma análoga a digital por medio de un dispositivo llamado ADC (Convertidor Analógico -Digital).Una vez que la señal se ha convertido a su forma digital , la computadora puede procesarla. Dado que el sistema procesa señales digitales, este es llamado Procesador Digital de Señales (DSP), y este hecho marca una diferencia respecto a otros microprocesadores y microcontroladores de propósito general. Una vez que el DSP ha procesado a la señal, se debe volver a su forma original (analógica) para que podamos percibir el efecto. Este último proceso lo realiza un Convertidor Digital -Analógico (DAC). Un altavoz, por ejemplo, puede reproducir señales audibles en base a las señales eléctricas que nos entrega un DAC. Para procesar una señal en forma digital debemos convertirla al menos dos veces (en este esquema general de procesamiento). ¿DE QUÉ CONSTA UN SISTEMA TÍPICO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES?Básicamente consta de un chip al que denominamos DSP, elementos de memoria, posiblemente un convertidor digital -analógico (DAC), uno analógico -digital (ADC) y canales de comunicación con el mundo externo (puertos). No todos los sistemas de procesamiento de señales deben tener la misma arquitectura o el mismo número de componentes, esa selección depende de la aplicación. Por ejemplo un sistema de audio puede requerir convertidores ADC's y DAC's mientras que uno para procesar imágenes no.El DSP es un chip que contiene diferentes elementos de hardware, algunos de los elementos más importantes se mencionan a continuación:Unidad central aritmético -lógica. Esta es la parte del DSP que ejecuta la mayor parte de las operaciones o instrucciones como pueden ser sumas o multiplicaciones. De hecho es la parte que hace más rápidos a los DSP's en comparación con otros procesadores de propósito general.Unidad aritmética auxiliar. Los DSP's tienen frecuentemente una unidad aritmética auxiliar, que se utiliza para realizar cá...