Derecho

APLICACIONES DE PROCESADO DE AUDIO SOBRE SISTEMAS BASADOS EN dsPIC’s
B. García, J. Vicente
Dpto. de Telecomunicaciones. Universidad de Deusto. Bilbao

El recurso docente que se presenta permite el diseño y programación de sistemas de procesado digital de señal en tiempo real sobre tarjetas con dsPIC’s. Se ha integrado en un CD, un hardware y un libro el conjunto de herramientas necesarias queincluyen una aplicación de diseño y simulación de sistemas, el software de comunicación con la tarjeta sobre la que se cargará el programa que va a correr en tiempo real, la teoría de los dsPIC así como las bases matemáticas necesarias para los algoritmos.

1. Introducción
La formación de los Ingenieros de Telecomunicación e Informáticos incluye el estudio de los sistemas de procesado digitalsobre señales tan presentes en nuestro entorno como la voz o las imágenes en formato electrónico. Para ello, el primer paso es estudiar la teoría matemática que soporta el análisis y diseño de los sistemas en tiempo discreto contemplando desde las primeras etapas de muestreo hasta aplicaciones de procesado de audio más habituales pasando por las transformadas matemáticas de Fourier y z aplicadasen sistemas FIR e IIR. A partir de estos conocimientos, es conveniente hacer uso de los simuladores sobre ordenadores personales que permiten diseñar los algoritmos que el alumno aplicará sobre la voz o el audio a partir de unas especificaciones previas así como modificar los coeficientes de los filtros resultantes para estudiar en profundidad dichos sistemas. Por otro lado, de cara a la formaciónintegral de los estudiantes, resulta importante que prueben las simulaciones antes descritas sobre sistemas en tiempo real basados en DSP’s (Procesadores Digitales de Señal). Para todo esto, existen multitud de aplicaciones, libros y tarjetas sobre las que trabajar pero todas ellas inconexas. Surge, por tanto, la necesidad de integrar todo este proceso para facilitar el aprendizaje del alumnodesde la teoría hasta la práctica pasando por las simulaciones en PC. Además, consideramos fundamental que los DSP’s con los que se trabaje sean sencillos de utilizar e integrar en diseños de PCB’s realizados por los alumnos por lo que se han elegido los dsPIC’s [1]. De esta manera, no sólo aprenden a trabajar en tiempo real sobre un hardware comprado sino que pueden implementar sus algoritmos sobrelas tarjetas que ellos mismos diseñen, monten y prueben lo cuál favorece el aprendizaje integral, autónomo y significativo del alumno.

2. Objetivos
El objetivo general que se persigue es desarrollar un recurso docente que integre todos los conocimientos teórico-prácticos necesarios para el diseño, simulación e implementación de sistemas de procesado digital de señales aplicados a entradas ysalidas de audio. Esto se conseguirá a través de una serie de objetivos específicos como son el dominio de: • • • Los conocimientos teóricos de transformadas matemáticas z y de Fourier (DTFT,DFT,FFT) Las herramientas de simulación de filtros FIR e IIR [2] así como de los procesados específicos de audio incluyendo los efectos musicales La implementación sobre los dsPIC’s de prácticas y proyectos tantoen una tarjeta de desarrollo básica como en un diseño específico realizado por el alumno.

3. Microcontroladores de señal dsPIC
El dispositivo seleccionado para la implementación de sistemas digitales de procesado de señal fueron los microcontroladores de señal dsPIC, de la empresa Microchip. Los dsPIC nacen después de que los DSP hayan sido desarrollados durante años por otras empresas. Ensu diseño han participado expertos y especialistas de muchas áreas. Los dsPIC se han aprovechado de la experiencia acumulada por otros fabricantes. Microchip, fabricante de los dsPIC, los ha bautizado con el nombre de DSC (Digital Signal Controller), que puede ser traducido como Controlador Digital de Señal. Un DSC es un potente microcontrolador de 16 bits al que se le han añadido las principales...