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Digitalización de señales analógicas

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  Una vez definidas las diferencias entre sistemas o circuitos analógicos y digitales, es conveniente saber cómo se produce la conversión de la información analógica en digital, dicho de otra forma, " digitalización de señales analógicas La digitalización de señales analógicas o conversión analógica-digital (CAD) , es la transformación de señales analógicas en señales digitales, para simplificar su posterior proceso de codificación, compresión, etc. y de esta forma obtener una señal más conveniente para el trabajo, más inmune al ruido. Una conversión analógico-digital está formado por los siguientes procesos: Muestreo:  se toman diferentes valores en el tiempo de la señal analógica. Dependiendo de la cantidad de valores tomados o muestras, la información obtenida será más o menos completa. La velocidad con la que se toman las muestras se denomina: frecuencia o velocidad de muestreo. Una frecuencia de muestreo de 24kHz quiere decir que se toman 24.000 muestras en un segundo. Un...
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DSP

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DSP (Digital Signal Proccessor o Procesadores digitales de Señal) Es un microprocesador específico para el tratamiento de señales, esta especialización se necesita a la hora de procesar señales de cualquier tipo en tiempo real. La mayoría de los sistemas de audio, video y transmisión de datos digitales usados en la actualidad, requieren algoritmos de una elevada complejidad matemática. Ventajas: • Pueden resolverse, en forma económica, problemas que en el campo analógico serían muy complicados.  • Insensibilidad al entorno.  • Insensibilidad a la tolerancia de los componentes.  • Predictibilidad y comportamiento repetitivo (consecuencia de las dos anteriores).  • Reprogramabilidad.  • Tamaño constante La diferencia principal entre un DSP y un microprocesador convencional es que el DSP es muy rápido para un tipo de operaciones concretas, ya que tiene instrucciones especiales para ellas, y las puede realizar de forma paralela, su velocidad de procesamiento es...
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Paralelismo de hardware

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  Una arquitectura DSP de Von Neumann estándar requiere 256 ciclos para completar un filtro FIR de 256 tomas, mientras que los FPGA de Xilinx pueden lograr el mismo resultado en un solo ciclo de reloj. Este enorme paralelismo se traduce en niveles excepcionales de rendimiento DSP: ·          22 TeraMAC de rendimiento de punto fijo ·          7.3 TeraFLOP para coma flotante de precisión única ·          11 TeraFLOP para coma flotante de media precisión Soluciones DSP integrales Las soluciones Xilinx DSP incluyen silicio, IP, diseños de referencia, placas de desarrollo, herramientas, documentación y capacitación para habilitar una amplia gama de aplicaciones en una amplia gama de mercados, que incluyen, entre otros, comunicaciones inalámbricas, centro de datos y aeroespacial y defensa. . Flujos de desarrollo integral Hay varios flujos de herramientas d...
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¿Qué es una FPGA?

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Las FPGAs son uno de los últimos escalones en la evolución del hardware reconfigurable . Diseñar y probar componentes hardware era un proceso muy lento y muy costoso. No había muchas formas de probar que tu diseño funcionara hasta que no lo imprimías en una placa, y el proceso de impresión es lento y caro, sobre todo para ir probando cambios en el diseño.  Las FPGAs llegaron para cambiar esto. En esencia son muchos   componentes hardware interconectados  entre sí (desde puertas lógicas hasta elementos un poco más complejos), pero de manera que las interconexiones son configurables y las eliges tú. Esto te permite escoger los componentes que tú quieras y conectarlos a tu gusto,   sin necesidad de imprimir en hardware .  Simplemente haces el diseño en un lenguaje concreto (llamado lenguaje de descripción hardware, HDL por sus siglas en inglés), y una herramienta proporcionada por el fabricante de la FPGA convertirá ese lenguaje en conexiones abiertas o cerradas ...
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¿Qué es un Microcontrolador o MCU?

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  Podemos entender un  microcontrolador  como  un computador dedicado . Cuando decimos que son   computadores dedicados , nos referimos a la capacidad limitada que suelen tener. Son pequeños, con velocidad relativamente baja y un diseño sencillo y ligero.  En nuestro computador de casa tenemos el procesador, por un lado, la RAM por otro, etc.  En cambio,  un microcontrolador es un único chip  en el que se junta un procesador, una memoria RAM, una memoria ROM y otra serie de componentes que serán útiles al programador como conversores ADC y DAC o entrada/salida en diferentes formatos. Es por ello, que no están pensados para mantener una infraestructura de software titánica. La gran mayoría de veces los microcontroladores se programan directamente, prescindiendo de un sistema operativo integrado.  Esta capacidad limitada casi obliga a que haya una amplia gama de microcontroladores formados a partir de elementos variados (diferente...
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¿Qué es un microprocesador o MPU?

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Cuando hablamos de  microprocesador , debemos tener en cuenta la evolución del término. Inicialmente, el procesador estaba formado por elementos independientes interconectados entre sí mediante buses. Por ejemplo los registros, el oscilador que da la señal de clock, la ALU, todos eran componentes separados.  Según se fue desarrollando la tecnología y la escala de integración, estos  diferentes componentes se fueron fusionando dentro del mismo circuito . Así se pasó de tener un procesador formado por muchos circuitos integrados interconectados, a tener lo que denominamos  microprocesador , que incorporaba todos estos elementos en un único circuito integrado.  A día de hoy, el uso de los términos  microprocesador y procesador es prácticamente intercambiable , ya que la gran mayoría de las veces se hace uso de microprocesadores.  El procesador constituye el núcleo del computador , denominado también como  CPU  (Unidad Central de Procesa...
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El sistema embebido: ¿Qué es exactamente?

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  Un sistema embebido  (también conocido como “empotrado”, “incrustado” o “integrado”) es un sistema de computación diseñado para realizar funciones específicas, y cuyos componentes se encuentran integrados en una placa base (en inglés. “ motherboard ”). El procesamiento central del sistema se lleva a cabo gracias a un microcontrolador, es decir, un microprocesador que incluye además interfaces de entrada/salida, así como una memoria de tamaño reducido en el mismo chip. Estos sistemas pueden ser programados directamente en el lenguaje ensamblador del microcontrolador o microprocesador o utilizando otros  lenguajes como C o C++  mediante compiladores específicos. Son diseñados generalmente para su utilización en tareas que impliquen una computación en tiempo real, pero también destacan otros casos como son  Arduino y Raspberry Pi , cuyo fin está más orientado al diseño y desarrollo de aplicaciones y prototipos con...
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