Processador de senyals digitals: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m LanguageTool: correccions ortogràfiques i gramaticals |
|||
Línia 1:
{{MT|data=febrer de 2013}}
[[Fitxer:Dsp chip.jpg|
El '''processador de senyals digitals''' conegut en anglès com '''''DSP (digital signal processor)''''' és un [[processador]] o [[microprocessador]] que incorpora el [[maquinari]] capaç d'executar els [[algorisme]]s pel processament digital d'un senyal d'entrada en temps real, com pot ser l'entrada del senyal d'un fitxer d'[[àudio]], per obtenir les operacions corresponents i extreure'n la sortida. Com que treballa amb senyals digitals necessita un convertidor dels senyals analògics a digitals ([[ADC]]) a l'entrada, i un convertidor digital analògic ([[DAC]]) a la sortida, normalment. Com tots els sistemes basats en processadors programables necessita una memòria on guardar les dades amb les quals treballarà i el programa que executa.
El seu principal avantatge és la potència que li proporciona la seva estructura, la qual li permet treballar en paral·lel, amb una memòria de dades d'accés ràpid i gran capacitat, gran poder d'execució gràcies a les unitats [[MAC]] (en {{en}}, '''''Multiply–ACcumulate operation''''' ) i [[ALU]] (en {{en}}, '''''Arithmetic Logic Unit''''' ), i tot en temps real.
Línia 12:
==Història==
El [[1978]], [[Intel]] va llançar el 2920 com un processador analògic de senyals. Aquest posseïa un xip ADC/DAC amb un processador de senyals intern, però no posseïa un multiplicador de maquinari, el 2920 no va tenir èxit en el mercat.
El [[1979]], [[AMI]] llança el S2811, va ser dissenyat com un microprocessador perifèric, igual que el 2920 no va tenir gran èxit en el mercat. En el mateix any, [[Bell Labs]] introdueix el primer xip DSP, The Mac 4 Microprocessor, capaç de processar senyals digitals.
El [[1980]] van ser presentats en el ISSCC80 els primers DSP complets: el PD7710 de [[NEC]] i el DSP1 de [[AT&T]], ambdós processadors van ser inspirats en les investigacions de PSTN Telecomunicacions. En aquest mateix any NEC va començar la producció del PD7710, la primera producció de DSP complets en el món. Un altre avanç en DSPs va ser l'Altamira DX-1, el qual treballava utilitzant ''pipelines'' (cadenes d'execucions amb retard entre elles) i que permetia una gran potència d'execució.
El [[1983]] es va presentar el primer DSP produït per Texas Instruments, el TMS32010, va ser un gran èxit de vendes. La principal millora de la tercera generació va ser l'aparició d'unitats amb aplicacions específiques, amb les seves pròpies instruccions guardades. Aquestes unitats permeten un augment de velocitat en el hardware pel que fa a problemes matemàtics complexos, com la transformada de Fourier o operacions amb matrius. Alguns xips com el [[Motorola]] MC68356 fins i tot va incloure processadors de més d'un nucli per treballar en paral·lel.
Actualment el TMS320C4X dissenyat i produït per Texas Instruments, sorgeix amb certs avantatges enfront de la resta dels processadors, ja que aquest es dissenya per a ser escalable; és a dir, perquè pugui treballar en paral·lel amb altres dispositius similars. Molts dels processadors s'engloben dintre de la filosofia [[CISC]] ( en {{en}}, '''''Complex Instruction Set Computers''''') Encara que es poden trobar en el mercat alguns que operin sota la filosofia [[RISC]] (en {{en}}, '''''Reduced Instruction Set Computers'''''); aquests últims dedicats per a aplicacions concretes com la telefonia mòbil entre altres dispositius electrònics.
Línia 25:
Els DSP no utilitzen l'[[arquitectura de von Neumann]], on les dades i els programes estan a la mateixa memòria, sinó que fan ús de l'arquitectura Harvard, on dades i programes estan a memòries diferents.
Cada memòria és adreçada amb diferents busos, i
Amb la tecnologia Harvard, com que tenim memòries diferents aconseguim accelerar l'execució de les instruccions, ja que mentre estem executant una instrucció (que fa servir la memòria de dades) podem començar a descodificar la següent instrucció (que fa servir la memòria de programa).
Línia 32:
processadors convencionals de 16, 32 o 64 bits; o amplades de bus tan diferents com 24, 48 o 56 bits. Com en els processadors convencionals, també inclou un ‘program counter’ i un ‘stack pointer’.
Els elements bàsics d’un DSP a part de la memòria de dades i de programa com ja hem parlat són: convertidors A/D a les entrades i D/A a les sortides, i dins del processador DSP hi ha multiplicadors i acumuladors, una ALU i registres.
===Estructura===
Línia 44:
*'''Coma fixa/Coma flotant:'''
==Aplicacions DSP==
Les aplicacions més habituals en què s'utilitzen els DSP són el processament d'audio i vídeo, i qualsevol altra aplicació que requereix el processat en temps real. Amb aquestes aplicacions es pot eliminar l'eco en les líneas de comunicacions, aconseguir fer más clares les imátges d'órgans interns en els equips de diagnóstic médic, xifrar conversacions en teléfons celulars per mantenir privacidad, analitzar dades sísmiques per trobar noves reserves de petroli, fer posible les comunicacions wireless LAN, el reconeixement de veu, els reproductors digitals d'audio, els modems sense fils, les cámaras digitals, i una llarga lista d'elements que poden ser relacionats amb el procés de senyals.
Línia 65:
• Astronomia: detecció de planetes en estrelles llunyanes, sobre la base del moviment oscil·latori que indueixen en les estrelles al voltant de les quals orbiten.
• Radioastronomia: cerca de patrons en els senyals rebuts pels radiotelescopis, per detectar intel·ligència extraterrestre (SETI).
• Imatges: millora de la llum, contrast, color i nitidesa, restauració d’imatges borroses a causa del moviment de la càmera o de l’element fotografiat. Compressió de la informació.
• Transformada de Fourier: Un dels principals beneficis del DSP, és que, les transformacions de senyals són més fàcils de realitzar. La [[
==ASP (Processador analògic del senyal) o DSP (Processador digital del senyal)==
Línia 79:
* Tots els dispositius fabricats es comporten de forma idèntica, ja que la tolerància dels components no influeix en el processament.
* Es pot reconfigurar un dispositiu modificant els valors d'alguns coeficients; no és necessari ajustar [[potenciòmetre]]s, o substituir components.
* El processament analògic de senyals de molt baixa [[freqüència]] es dificulta a causa del requeriment de [[condensador]]s de gran capacitat i molt baix corrent de fuga. En el cas del processament digital no existeixen limitacions; es poden processar senyals amb [[període]]s d'hores (com les marees) o
* El processament digital és capaç de realitzar tasques molt complexes.
Línia 119:
=== Pàgines amb programes d'exemple ===
* [http://www.analog.com/Analog_Root/sitePage/mainSectionTechnicalSupport/0,2137,action%253DML%2526level4%253D%25252D1%2526Language%253DEnglish%2526level1%253D292%2526level2%253D%25252D1%2526level3%253D%25252D1%2526resourceWebLawID%253D5,00.html Analog Devices]
== Enllaços externs ==
{{Commonscat}}
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing" de Steven W. Smith]
{{Autoritat}}
| |||