Processador de senyals digitals: diferència entre les revisions

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.

 

{{AP|Processador analògic del senyal}}

El Processament Analògic de Senyals ([[ASP]]) és generalment més simple que el processament digital, el qual requereix típicament un [[filtre analògic]] anti-aliasing, un conversor A/D, un processador [[DSP]], un conversor D/A, i un filtre analògic per suavitzar la sortida. Tot i això, el processament analògic és incapaç de fer moltes funcions que el digital sí que pot realitzar.

* El rang dinàmic en la [[freqüència]] també és més limitat.

 

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.

 

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.

 

* '''[[ALU]]:''' La '''unitat lògica algorítmica (ALU)''', la qual s'encarrega de l'execució dels càlculs algorísmics.

* '''[[DMA]]:''' Memòria d'accés directe que treballa a freqüència tan ràpida com el processador

* '''Coma fixa/Coma flotant:'''

 

Les aplicacions més habituals en què s'utilitzen els DSP són el processament d'àudio i vídeo, i qualsevol altra aplicació que requereix el processat en temps real. Amb aquestes aplicacions es pot eliminar l'eco en les línies de comunicacions, aconseguir fer más clares les imatges d'òrgans interns en els equips de diagnòstic mèdic, xifrar conversacions en telèfons cel·lulars per mantenir privacitat, analitzar dades sísmiques per trobar noves reserves de petroli, fer possible les comunicacions wireless LAN, el reconeixement de veu, els reproductors digitals d'àudio, els modems sense fils, les càmares digitals, i una llarga llista d'elements que poden ser relacionats amb el procés de senyals.

 

• Transformada de Fourier: Un dels principals beneficis del DSP, és que, les transformacions de senyals són més fàcils de realitzar. La [[Transformada discreta de Fourier|Transformada Discreta de Fourier]] (DFT), és una de les més importants. Aquesta transformada ens permet convertir un senyal de domini de temps a un de domini de freqüència. La TFD permet una anàlisi més senzilla i eficaç de la freqüència, sobretot en aplicacions d'eliminació de soroll i en altres tipus de filtratge (filtres passa-baixos, passa-alts, passabanda...). Una altra de les transformades importants és la [[Transformada cosinus discreta]], és similar a l'anterior quant als càlculs necessaris per poder obtenir-la, però aquesta converteix els senyals en components del [[cosinus]] [[Trigonometria|trigonomètric]]. Aquesta transformada és una de les bases de l'algorisme del compressor d'imatges [[JPEG]].

 

Per programar un DSP, s’utilitza un programa que es guarda com un codi màquina en l'interior del DSP.

Si un programador escrivís un programa de DSP utilitzant codi màquina, li seria molt difícil. Per això, es va desenvolupar un llenguatge assemblador per programar DSPs. Aquest és un [[Llenguatge de programació C|C]] les quals les seves instruccions, mnemòniques són simbòliques i en correspondència d'una a una amb les instruccions de màquina. S’utilitzen un assemblador, un enllaçador i un compilador que tradueix els codis font. Tot això serveix per traduir el programa escrit en llenguatge assemblador en els codis de màquina del DSP.

Són els casos de [[LabVIEW]] i [[Matlab]].

 

En el següent exemple es presenta la programació d'un filtre digital en script [[Metre|m.]] El paràmetre "entrada" és un valor que cal donar-li al programa. Cal destacar que els coeficients del filtre estan en els arrays '''den''' i '''num'''. Totes les operacions són summes (o restes), multiplicacions i emmagatzematge en memòria (variable '''w''').