Definición de Procesador digital de señal
(digital signal processor o DSP). Un DSP es un microprocesador diseñado específicamente para el procesamiento digital de señales, por lo general en computación en tiempo real.
Características de los procesadores digitales de señal
* Diseñados para el procesamiento en tiempo real.
* Óptima performance en streaming data.
* Memoria de datos y programas separados (arquitectura Harvard).
* Instrucciones especiales para operaciones SIMD (Single Instruction, Multiple Data).
* No soporta hardware para multitarea.
* Habilidad de actuar como un dispositivo de acceso directo a memoria si está en un entorno anfitrión.
* Procesan señales digitales convertidas (empelando un ADC) desde señales analógicas. La salida es luego reconvertida a forma analógica empleando un DAC.
Usos de los procesadores digitales de señal
Los DSP tienen diversas aplicaciones y son cruciales en la industria de la música, comunicaciones, imagen, video, entre otros. En la industria musical, los DSP son utilizados para procesar efectos y mezclas de sonido en tiempo real.
En comunicaciones, los DSP permiten el procesamiento de señales de radio y televisión para mejorar la calidad de la imagen y el sonido. También son cruciales en sistemas de defensa, como radares y sonares, para procesar señales de forma rápida y eficiente. En el campo médico, los DSP se utilizan en equipos médicos y de diagnóstico, como tomografías y resonancias magnéticas. Además, se utilizan en la industria automotriz, robótica, sistemas de seguridad, entre otros.
Desarrollo de los procesadores digitales de señal
Los DSP han evolucionado desde su primer uso en los años 60 en sistemas de radar y sonar. En los años 70 se creó el primer chip DSP, el TMS320 de Texas Instruments. Desde entonces, los DSP han mejorado en velocidad, capacidad de memoria, y han incorporado nuevas funciones como la multiplicación de números complejos y el soporte para instrucciones de coma flotante. En la actualidad, existen varias compañías que fabrican DSP para diferentes aplicaciones, y se espera que la tecnología siga evolucionando para satisfacer las demandas de procesamiento de señales en tiempo real y en alta definición.
Resumen: Procesador digital de señal
Un DSP es un tipo especial de microprocesador que se utiliza para procesar señales digitales en tiempo real. Tiene características tales como una memoria separada para el almacenamiento de datos y programas, instrucciones especiales para operaciones de múltiples datos, y la capacidad de trabajar como un dispositivo de acceso a memoria. El DSP convierte señales analógicas en señales digitales, se procesan, y los convierte de nuevo a señales analógicas para su uso.
¿Cómo se diferencia un DSP de otros microprocesadores?
Un DSP es específicamente diseñado para el procesamiento de señales, lo que lo hace más eficiente que otros microprocesadores en este sentido. Además, los DSPs suelen contar con hardware adicional como multiplicadores y sumadores especializados que permiten un procesamiento más rápido.
¿Qué tipo de señales puede procesar un DSP?
Un DSP puede procesar señales de audio, video, sonar, radar, telecomunicaciones, entre otros. Básicamente, cualquier señal que pueda ser digitalizada puede ser procesada por un DSP.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar un DSP en una aplicación?
Las ventajas de utilizar un DSP en una aplicación son la reducción de costos al no tener que utilizar componentes externos adicionales para el procesamiento de la señal, mayor precisión y eficiencia en el procesamiento, y menor consumo de energía.
¿Cuáles son las características principales de un DSP?
Las características principales de un DSP incluyen una arquitectura de procesamiento de señal, capacidad de procesamiento en punto flotante, características programables y la capacidad de procesar señales en tiempo real.
¿Cómo se programa un DSP?
El programar un DSP se hace utilizando un lenguaje de programación específico para DSPs, como puede ser Assembly o C. Además, se suelen utilizar herramientas de programación específicas para DSPs que permiten una fácil configuración y depuración.
¿Por qué los DSPs son importantes en la actualidad?
Los DSPs son importantes en la actualidad ya que son utilizados en una gran cantidad de aplicaciones, tales como sistemas de audio, procesamiento de señales médicas, sistemas de telecomunicaciones, y procesamiento de señales de video, entre otros. Además, el uso de DSPs permite realizar el procesamiento digital en tiempo real, lo que hace posible la interacción en tiempo real en una gran cantidad de aplicaciones.
Tecnologías empleadas en CPUs |
|
| • Arquitectura |
• Harvard (Modified Harvard) • von Neumann • Dataflow • TTA |
| • Conjunto de instrucciones |
• ASIP • CISC • EDGE • EPIC • MISC • MIPS • NISC • OISC • RISC • TRIPS • VLIW • ZISC |
| • Tamaño de palabra (word) |
• 1 bit • 4 bit • 8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit • 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit • 128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable |
| • Ejecución (ciclo de instrucción) |
• Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding |
| • Computación paralela |
• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra • Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar • Paralelismo de Datos: vector • Paralelismo a nivel de Memoria (MLP) • Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread) |
| • Multihilo |
• Temporal multithreading • Simultaneous multithreading: HyperThreading |
| • Taxonomía de Flynn |
• SISD • SIMD • MISD • MIMD (SPMD) • Modos de direccionamiento (addressing mode) |
| • Tipos |
• Procesador digital de señales (DSP) • GPGPU • Microcontrolador • Unidad de procesamiento físico (PPU) • System on a chip (SoC) • Celular (cellular architecture) |
| • Componentes |
• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU) |
| • Gestión de energía |
• APM • ACPI • Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling) • Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling) • Gating de reloj (clock gating) |
| • Seguridad por hardware de CPU |
• NX bit |
Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 12-06-2023
¿Cómo citar este artículo?
Alegsa, Leandro. (2023). Definición de Procesador digital de señal. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/procesador_digital_de_señal.php
