Dispositivos Digitales

  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...

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...

  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...

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 ...

  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...

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...

  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...

  El bloque Stratix IV DSP es una arquitectura de silicio de alto rendimiento con una gran capacidad de programación que ofrece un procesamiento optimizado en muchas aplicaciones.  Cada bloque DSP proporciona ocho multiplicadores de 18 x 18, así como registros, sumadores, restadores, acumuladores y funciones de unidad de suma que se requieren con frecuencia en los algoritmos DSP típicos.  El bloque DSP admite anchos de bits completamente variables y varios modos de redondeo y saturación para cumplir de manera eficiente los requisitos exactos de su aplicación.  Ver figura 1. Figura 1. Arquitectura de bloques DSP Referencia Stratix IV FPGA High-Performance DSP Features . (s. f.). Intel | Rechenzentrumslösungen, IoT und PC-Innovation.  https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/products/fpga/features/stxiv-dsp-block.html

  Contador con LCD (millares): 25/11/2021 Sumador con BCD esquemático: 22/11/2021 Teclado matricial: 06/12/2021 Conexión RS232: 06/12/2021

  Controlador PID Un controlador o regulador PID es un dispositivo que permite controlar un sistema en lazo cerrado para que alcance el estado de salida deseado. El controlador PID está compuesto de tres elementos que proporcionan una acción Proporcional, Integral y Derivativa. Estas tres acciones son las que dan nombre al controlador PID. Señal de referencia y señal de error La señal r(t) se denomina referencia e indica el estado que se desea conseguir en la salida del sistema y(t). En un sistema de control de temperatura, la referencia r(t) será la temperatura deseada y la salida y(t) será la temperatura real del sistema controlado. Como puede verse en el esquema anterior, la entrada al controlador PID es la señal de error e(t). Esta señal indica al controlador la diferencia que existe entre el estado que se quiere conseguir o referencia r(t) y el estado real del sistema medido por el sensor, señal h(t). Si la señal de error es grand...

El protocolo RS-232, es el método por defecto para hablar con los dispositivos Alicat. Además de RS-232, puede configurar su instrumento con protocolos RS-485, Profibus, ModBus RTU, DeviceNet y Ethernet IP. Sin embargo, para la mayoría de nuestros clientes, el estándar de comunicación RS-232C seguirá siendo el método ideal para ordenar y leer los dispositivos Alicat. Una de las principales razones por las que el RS-232 ha sobrevivido durante más de cinco décadas es que se trata de una señal útil, pero de bajo nivel y rudimentaria, con unas directrices operativas bastante flexibles. Los ‘datos’ que se envían a través de las líneas RS232 son simplemente impulsos de tensión positivos (+) y negativos (-) relativos a una referencia de tierra. Un grupo de pulsos +/- enviados por un dispositivo son cuidadosamente cronometrados por el dispositivo receptor y decodificados en lo que los ajustes de hardware consideran paquetes de bits de datos. En otras palabras, la norma RS-232 sólo define un ma...

SPI  SPI es un acrónimo para referirse al protocolo de comunicación serial Serial Peripherical Interface.  El SPI es un protocolo síncrono que trabaja en modo full Duplex para recibir y transmitir información, permitiendo que dos dispositivos pueden comunicarse entre sí al mismo tiempo utilizando canales diferentes o líneas diferentes en el mismo cable. Al ser un protocolo síncrono el sistema cuenta con una línea adicional a la de datos encarga de llevar el proceso de sincronismo.  Dentro de este protocolo se define un maestro que será aquel dispositivo encargado de transmitir información a sus esclavos. Los esclavos serán aquellos dispositivos que se encarguen de recibir y enviar información al maestro. El maestro también puede recibir información de sus esclavos. En este protocolo se define únicamente un maestro y varios esclavos. La manera en la cual estos dispositivos se conectan pueden ser de dos tipos: encadenado o paralelo. El de tipo encadenado las entrada del MOS...

  Módulos PWM Cada módulo PWM tiene cuatro modos de funcionamiento seleccionables: estándar, ajuste por coincidencia (set-on-match), conmutación por coincidencia (toggleon- match) y alineado en el centro. El modo estándar genera una forma de onda PWM monofásica que se construye por comparación y haciendo coincidir el valor del contador PWM con los registros de fase, período y ciclo de trabajo de 16 bit. En caso de coincidencia del registro de recuento de fase, se inicia el ciclo de trabajo. El fin del ciclo de trabajo se produce cuando coincide con el registro de recuento del ciclo de trabajo. El modo de ajuste por coincidencia genera una salida cuando el registro de recuento de fase coincide con el temporizador PWM. Esta salida permanecerá en activo hasta que se borre el bit de salida o se deshabilite el módulo PWM. El modo de conmutación por coincidencia produce una forma de onda PWM con un ciclo de trabajo del 50% y un período equivalente al doble del modo PWM es...

  Módulos UART y SPI Cuando se habla de protocolos de comunicación, UART, SPI son las interfaces de hardware más comunes usadas en el desarrollo de microcontroladores. En este blog te contaremos las características de estos protocolos, las ventajas e inconvenientes de cada uno y algunos ejemplos de cómo se usan en los microcontroladores. UART El protocolo UART, viene de las siglas en inglés ‘Universal Asynchronous Receiver-Transmitter’ (Receptor-transmisor asíncrono universal), mientras que USART son las siglas de ‘Universal Synchronous and Asynchronous Receiver-Transmitter’. La diferencia entre ellos es obvia, UART realiza solo comunicación en serie asíncrona, mientras que USART puede realizar procesos de comunicación en serie tanto síncronos como asíncronos. Las principales características son: Tiene dos líneas de datos, una para transmitir (TX) y otra para recibir (RX), que se utilizan para comunicarse a través del pin digital 0, pin digital 1. TX y RX siempre están co...