Mdulo para Prcticas de PDS

1
Módulo para prácticas de PDS
centro de investigación y desarrollo de
tecnología digital
2
Módulo para prácticas de PDS
Antecedentes
70 's
Los cursos de PDS se imparten solo en los países
altamente desarrollados y únicamente en niveles
de posgrado.
80 's
Los cursos de PDS se incluyen en programas de
licenciatura.
90 's
Se introducen cursos de PDS en instituciones
latinoamericanas.
centro de investigación y desarrollo de
tecnología digital
3
Módulo para prácticas de PDS
Antecedentes
Jul 99 - Jun 00
Se establece en CITEDI el proyecto Laboratorio
para Procesamiento Digital apoyado por CGPI -
IPN, del cual se deriva el Módulo para
prácticas de Procesamiento Digital de Señales
4
Módulo para prácticas de PDS
Justificación
La enseñanza del procesamiento digital es
completa, cuando se instrumentan simulaciones e
implementaciones que permitan al estudiante
comprender la exposición teórica, para evitar
que se confunda con un curso de matemáticas
discretas.
El principal problema, es el alto costo de
equipamiento requerido. Con el uso de este
módulo, es posible incluir cursos de PDS en los
primeros semestres de los programas de estudio
de ingeniería electrónica.
5
Módulo para prácticas de PDS
Objetivo
Diseñar un laboratorio para llevar a
cabo procesamiento digital de señales en tiempo
real, que motive al estudiante a comprender
la convergencia entre la teoría y la la
implementación, con un costo accesible a
las instituciones de educación media superior y
superior, utilizando componentes comerciales
y equipamiento regular, para complementar la
enseñanza a nivel licenciatura y entrenar al
personal en esta área.
6
Módulo para prácticas de PDS
Alcances
Desarrollo de prácticas demostrativas o
aplicaciones por parte de tesistas de nivel
posgrado e incluso de licenciatura, tendientes a
complementar la instrucción de estudiantes y su
motivación en el estudio del procesamiento
digital de señales e imágenes. Equipar
fácilmente laboratorios de PDS en instituciones
que no cuentan con altos presupuestos para este
efecto, como son los Institutos Tecnológicos, las
Universidades y los Centros de Educación
Tecnológica de México y Latinoamérica. Permitir
a los docentes comprender y utilizar prácticas
demostrativas pedagógicamente correctas para
transmitir sus conocimientos de manera eficiente
y comprensible para sus alumnos, que permitan un
correcto nivel de comprensión en el procesamiento
digital de señales e imágenes.
7
Módulo para prácticas de PDS
Bloques que lo conforman
Generador de funciones
Fuente de alimentación
Módulos para PDS
8
Módulo para prácticas de PDS
Bloques que lo conforman
Generador de funciones
Fuente de alimentación Módulos para PDS
Produce señales de forma senoidal, triangular y
cuadrada Frecuencia máxima de 5 KHz, con 5
Volts pico a pico de amplitud máxima Se
complementa con un bloque sumador de tres
entradas Salida del Generador Ganancia máxima
de 10 Ganancia máxima de 100
9
Módulo para prácticas de PDS
Bloques que la conforman
Fuente de alimentación
Reguladores para 12 Volts de corriente
directa 5 Volts de corriente
directa Transformador con derivación central de
18 Volts a 3 Amperes Puente rectificador de
onda completa Fusible de 1 Ampere
10
Módulo para prácticas de PDS
Bloques que lo conforman
Generador de funciones Fuente de alimentación
Módulos para PDS
Se basa en dos procesadores digitales de punto
fijo comerciales
El procesador DSK C50 Se conecta al puerto
serie 16 bits a 40 MHz 50 ns de ciclo de
instrucción 10 Kbytes de memoria
interna Interfase de entrada y salida analógica
y una PROM
11
Módulo para prácticas de PDS
Bloques que lo conforman
El procesador DSK C6211 Se conecta al
puerto paralelo 32 bits a 150 MHz 1,200 MIPS
(millones de instrucciones por segundo) 4 Mbytes
de memoria externa CODEC (codificador /
decodificador) de 16 bits para señales de
entrada y salida analógicas
12
Módulo para prácticas de PDS
Conexiones del módulo
Dos entradas analógicas externasamplificadas con
ganancias de 10 y 100 Una entrada del generador
de funciones, con un selector del tipo de señal
Dos salidas BNC para osciloscopio(señal antes y
después de procesada) Bocina con control de
volumen
DSK C50 conexión al puerto serie DSK C6211
conexión al puerto paralelo
13
Módulo para prácticas de PDS
Arquitectura
Se conceptualiza este módulo con una
arquitectura de procesadores Anfitrión-Destino
La PC es el procesador anfitrión Usado para
desplegar resultados y para control del
procesador destino. Usa programas desarrollados
en cualquier lenguaje de programación visual,
como son Visual Basic, Visual C o C Builder,
entre otros.
14
Módulo para prácticas de PDS
Arquitectura
El procesador digital de señales (DSK), es el de
destino

• Es aquí donde se realizan todos los cálculos
• El DSK C50 se programa en lenguaje ensamblador
• El DSK C6211 se programa en lenguaje C
  estándar utilizando el Code Composer
  Studio como herramienta de desarrollo para
  bajar el programa al procesador

15
Módulo para prácticas de PDS
Arquitectura
El módulo para prácticas de PDS se conecta a los
puertos tipo serie y paralelo de una PC En la
PC se observa cómo es procesada la señal en
tiempo real, dependiendo de la aplicación que se
utilice. Es un apoyo que permite al alumno
comprender la convergencia entre la teoría y la
implementación
16
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Generador de Ruido Blanco Gaussiano (RBG) y uso
del CODEC
El RGB se genera con el algoritmo Gold
RaderSalida Audio (ruido en la bocina). El
Codificador / decodificador (CODEC)captura y
recupera señales analógicasSalida Audio
17
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Osciloscopio básico
Demuestra la transmisión de una señal analógica
capturada por el procesador destino y su
despliegue en la PC.
18
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Analizador de espectros
Muestra el espectro de una señal analógica
capturada por el procesador destino.
19
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Filtrado digital
Muestra los tipos básicos de filtros (pasa
bajas, pasa altas, pasa banda y rechazo de
banda) Puede trabajar con señales de audio de
hasta 4 KHzo señales eléctricas provenientes del
generador de señales.
20
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Procesamiento digital de imágenes
Demuestra los algoritmos de procesamiento de
imágenes mas comunes. Entre ellos se encuentra
binarizacion, detección de contornos, filtrado
promediador y definido por el usuario, filtrado
por transformada de ondiculas.
21
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Prueba de confianza
22
Módulo para prácticas de PDS
Aplicaciones desarrolladas
Identificación de sistemas usando análisis
espectral
En proceso de desarrollo
Determinará la función de transferencia en
forma gráfica usando muestras de entrada y de
salida de un sistema desconocido.
23
Módulo para prácticas de PDS
Conclusiones

• El costo aproximado del prototipo es de alrededor
  de 5,000.00 (Cinco mil pesos M.N.)
• Se pretende transferir la tecnología desarrollada
  para que puedan fabricarse en serie estos
  módulos, logrando abatir su costo.
• En versiones futuras, se elimina el uso del
  procesador DSK C50.
• La arquitectura permite el desarrollo de nuevas
  aplicaciones.
• Se puede usar como osciloscopio y como
  analizador de espectros básico en educación
  media superior y superior.

24
centro deinvestigación y desarrollo de
tecnología digital www.citedi.mx