(Dsp) arquitecturas y criterios de selección

Perspectiva

Procesadores digitales de señal
(DSP)
Arquitecturas y criterios de selección

COMPONENTES. Los DSP o procesadores digitales de señal son microprocesadores
específicamente diseñados para el procesado digital de señal. Algunas de sus características más
básicas como el formato aritmético, la velocidad, la organización de la memoria o la arquitectura
interna hacen que sean o noadecuados para una aplicación en particular, así como otras que no hay
que olvidar, como puedan ser el coste o la disponibilidad de una extensa gama de herramientas de
desarrollo.
JORDI SALAZAR.
DPTO. INGENIERÍA ELECTRÓNICA. CENTRO DE SISTEMAS Y SENSORES ELECTRÓNICOS,
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Jsalazar@eel.upc.es

n sistema de procesado digital de señal
puede definirse comocualquier sistema
electrónico que realice procesado digital
de señal, entendiéndose por él la aplicación de operaciones matemáticas a señales representadas de forma digital. Las señales son representadas de forma digital mediante secuencias de
muestras. A menudo, estas muestras se obtienen
de señales físicas (por ejemplo, señales de
audio) utilizando transductores (un micrófono
en este caso) yconvertidores analógico-digitales.
Después del procesado matemático, las señales
digitales pueden volver a convertirse en señales
físicas mediante convertidores digital-analógicos.

U
Figura 1. Estructura de un filtro
de respuesta impulsional finita (FIR)

Si bien, en principio, el corazón de un sistema
de procesado digital puede ser un microcontrolador, un procesador de propósitogeneral o un
procesador digital de señal (DSP), en sistemas
en los cuales la carga computacional es extremadamente intensa la solución óptima pasa por
escoger a un DSP.
En la actualidad, los cuatro grandes fabricantes
de DSP son Texas Instruments, con la serie
TMS320; Motorola, con las series DSP56000,
DSP56100, DSP56300, DSP56600 y DSP96000;
Lucent Technologies (anteriormente AT&T), con
lasseries DSP1600 y DSP3200; y Analog Devices, con las series ADSP2100 y ADSP21000.

¿QUÉ ES UN DSP?
Estrictamente hablando, el término DSP se
aplica a cualquier chip que trabaje con señales
representadas de forma digital. En la práctica, el
término se refiere a microprocesadores específicamente diseñados para realizar procesado digital de señal. Los DSP utilizan arquitecturas
especiales paraacelerar los cálculos matemáticos
intensos implicados en la mayoría de sistemas
de procesado de señal en tiempo real. Por ejemplo, las arquitecturas de los DSP incluyen circuitería para ejecutar de forma rápida operaciones de multiplicar y acumular, conocidas como
MAC. A menudo poseen arquitecturas de memoria que permiten un acceso múltiple para permitir de forma simultánea cargar variosoperandos,
por ejemplo, una muestra de la señal de entrada
y el coeficiente de un filtro simultáneamente en

Perspectiva

DSP

DSP
Coma fija

16 bit

20 bit

Coma flotante

24 bit

32 bit
IEEE-754

Figura 2. Representaciones numéricas
comunes en los DSP comerciales

Otros

paralelo con la carga de la instrucción. También
incluyen una variedad de modos especiales dedireccionamiento y características de control de
flujo de programa diseñadas para acelerar la ejecución de operaciones repetitivas. Además, la
mayoría de los DSP incluyen en el propio chip

Glosario de términos
DSP: (Digital Signal Processor). Procesador digital de señal.
ALU: (Arithmetic/Logic Unit). Unidad aritmético-lógica. Unidad de ejecución en un
procesador responsable de la aritmética (sumar,restar, desplazar, etc.) y de la lógica (y,
o, no, o-exclusiva, etc.).
MIPS: (Million instructions per second). Número de instrucciones que el procesador
puede ejecutar por segundo. La clave está en cuánto puede hacer cada instrucción. El
parámetro MFLOPS es normalmente una medida más fiable de las prestaciones del
procesador.
MOPS: (Million operation per second). Número total de...