21 mayo, 2009

Thermal Image Camera On Mobile Phone

La propuesta del presente trabajo pretende incorporar un sistema de visión infrarrojo; un medio para poder ver entre el espeso humo que se forma como consecuencia de un incendio de interior, en un sistema de telefonía móvil, como dispositivo de gran accesibilidad a cualquier usuario. Una aplicación que, con los deseos de no tener que emplearla nunca, tiene por finalidad crear la oportunidad de ver posibles vías de evacuación evitando los focos de ignición que concurren en un recinto cerrado afectado por un incendio.

Por las fuentes consultadas, se trata de una aplicación novedosa de entre las incontables que podemos disfrutar de un teléfono móvil. A priori, no parece una utilidad que vaya a emplearse. Y, ciertamente, que así sea si es para la finalidad principal con la que fue creada. Para otras tantas; como abrirse paso entre una noche cerrada en la montaña, situarnos en una habitación en la que se ha ído la luz, ... el autor deja libre pensamiento creativo y deja de proponer otras alternativas tan poco constructivas. Mi argumento para emprender un esfuerzo en el estudio de la fusión de sendos sistemas se resume de la siguiente manera: si el usuario cuenta con la oportunidad de plantearse la utilidad del sistema después de haberlo empleado para lo que fue concebido, debe abandonar su planteamiento porque buena inversión se habrá consumido.

Existen diversos sistemas de prevención y de protección contra incendios. Los podemos ver en Centros Comerciales, en nuestros puestos de trabajo, en nuestras zonas de estudio, ...
Tan próximos y tan poco familiares. Y cuando los necesitas parecen no estar. ¿Por qué no ponemos al alcance de cualquier mano la posibilidad de resolver qué camino seguir cuando la situación de un incendio me lo exige?. Resta sopesar el coste económico, pero estoy convencido que ese obstáculo más tarde o más temprano quedará salvado, pues; en cuanto a un inconveniente técnico, me consta que en campos de aplicación militares cuentan con la tecnología necesaria.

El trabajo comienza con una breve introducción histórica sobre los descubrimientos de la radiación infrarroja y las invenciones de los detectores sensibles a su energía y de los que carece nuestro sistema visual humano.
A continuación se realiza un corta andadura por las aportaciones de físicos y matemáticos de la talla de Planck (que intentó convencer a Hitler para que perdonase a los científicos judíos), Kirchhoff (el mismo que nos ofreció herramientas para resolver problemas de Análisis de Circuitos), Boltzmann (un alma atormentada que se suicidó por temor al rechazo de la comunidad científica), Wien (premio Nobel de Física en 1911; siete años antes que Planck), Stefan (inseparable de Boltzmann en la Ley que lleva sus nombres y que a los trece años le tocó vivir la revolución eslovena; lo que le llevo a simpatizar con su literatura; por lo que además fue poeta de esa lengua).
Seguidamente y, sin complejos calculos infinitesimales, se plantea las expresiones matemáticas de cada uno de estos brillantes científicos. Expresiones que deberan respetar los distintos algorítmos que se implementan en el tratamiento digital de imagen. Algunos de ellos comentados muy brevemente y acompañados también de fórmula matemática: esa gran desconocida.
Luego, se aborda los elementos que conforman cualquier sistema de imagen infrarroja: óptica, detector, procesador y pantalla. Se procura llevar a cabo un estudio de sus características y clasificación; para decidir cual conviene a la aplicación planteada.
Después se expone un listado de los campos de aplicación en los que tiene cabida el sistema de visión infrarrojo y se añade un ejemplo real. Decir que ardua tarea a supuesto al autor de esta misiva el alcanzar infructuosamente con la información deseada para el bien del conocimiento del tema.
El siguiente punto está destinado propiamente a resolver el problema de la implementación de ambos sistemas. No lo he logrado. Los parámetros que desearía haber seguido para ello eran: coste económico, integración física de un sistema en otro, eficiencia de ambos sistemas, ... Una labor que llevaría tiempo en comparar elementos, dispositivos, etc.

Para finalizar querría dedicar mi empeño en sacar adelante este trabajo a la memoria de un niño de 3 años que falleció estas pasadas fechas de Semana Santa a causa de un incendio acaecido en el inmueble en el que se encontraba con su madre, horas después también fallecida. Desearía, desde mi interior, que si hubiesen dispuesto de la aplicación que propongo, tal vez, hubiesen tenido la oportunidad de salvar sus vidas al elegir el camino que les condujo a sus muertes.

Y decirles a mis compañeros que, en tantas ocasiones hemos oído que toda revolución tecnológica viene precedida por una situación bélica. Desde aquí, les animo a trabajar y a que ofrezcan sus conocimientos para auxiliar a las personas que más lo necesitan. Gracias, también por vuestro esfuerzo. ¡Ah!, el título del post se lo dedico a Torres que tanto me ha inspirado y ayudado cuando más lo necesitaba. Al resto, os dedico mis más sinceras congratulaciones por quasi llegar al final de tan difícil andadura que habeis tomado por estudios.

06 mayo, 2009

Cuota de Mercado en España para Telefonía Móvil.

A principios del año 2005, la telefonía móvil superó la cifra del 90 % de penetración en el mercado español. A finales de Marzo de este mismo año 2009, las tres principales operadoras españolas han publicado sus datos. El número de líneas contratadas en cada una de las prestatarias de este servicio son: Telefónica Móviles posee 20.3 millones, Vodafone tiene 13.5 millones y Amena cuenta con 10.5 millones. Lo que suman una cifra de 44.3 millones de líneas celulares declaradas en España.

Conforme a este estudio estadístico, y comparándolo con los datos del último censo de la población realizado por el INE; con una densidad de 44.1 millones de habitantes en el año 2005; se llega a la conclusión de que directivos y ejecutivos de las empresas mencionadas no computan su cuota de mercado por número de terminales, sino por número de líneas telefónicas contratadas. Cuestión, por otra parte, muy lógica; pues lo que realmente ofrecen es el servicio a través de la línea y no la venta del medio por el que se procura. Esta conclusión obliga a plantearnos la siguiente cuestión: ¿cuál es realmente el porcentaje máximo de mercado cuando a una misma persona se le puede asociar más de una y más de dos líneas?.

A ello, hay que añadir la existencia de tarjetas de prepago cuyo anterior sistema, modificado después de los atentados de Atocha en Madrid, hacía imposible vincular cliente con línea. Las innovaciones tecnológicas también han contribuido a que la cifra de líneas supere al número de habitantes: las tarjetas empleadas en ordenadores para conectarse a Internet sin cables computan para el estudio como línea, así como otros dispositivos que permiten consultar correo electrónico; por ejemplo. Y no sólo quedan vinculados las líneas telefónicas a clientes físicos; sino que también se vinculan a sistemas de alarma; pero están líneas se descartan del estudio.

Lo verdaderamente cierto es que el crecimiento de la telefonía móvil sigue aumentando, aún cuando se asemeja que el mercado está saturado. Parece que las gráficas de representación quedan obsoletas frente a una tecnología que lejos de entrar en esta nuestra crisis, crece como la hierba; se desconoce si mala o buena.

29 abril, 2009

FTTH. Parte 3. Fundamentos

La luz. Para el marinero una guía a buen puerto. Para el fotógrafo la esencia de su inmortal encuadre. Para el arquitecto un material imprescindible de sus emergentes diseños. Para el recién nacido un nuevo mundo. Y para todos aquellos que persiguen sus virtudes un universo de posibilidades. Aunque, la verdadera simbiosis hombre-luz llega cuando ella se deja guiar. Gusta de circular por un medio de transmisión construido a base de cristales de silicio (HPCS) para poder mostrarnos un resplandor de conocimiento y de entretenimiento.

Así definiría yo la FTTH [Fiber To The Home]: una infraestructura de comunicaciones a base de fibra de vidrio toda ella, sin resquicio alguno de cualquier otro canal de transmisión para beneficiarnos de todas las virtudes de un canal óptico: gran capacidad, bajas pérdidas de señal, inmunidad a emisiones electromagnéticas y de radiofrecuencia, seguridad, tamaño y peso reducidos. La tecnología de telecomunicaciones FTTH, también conocida como Fibra Hasta El Hogar, se basa en la utilización de cables de fibra y sistemas de distribución ópticos para la oferta de servicios avanzados (Triple Play: voz, datos y vídeo; telefonía, Internet Banda Ancha, televisión, juegos on line, videoconferencia, vídeo bajo demanda…) a los hogares abonados.


La transmision y la recepcion de informacion por fibra óptica siguen métodos de codificación o protocolos similares a los de otros canales de transmisión no ópticos entre dos puntos determinados. La técnica más sencilla para enviar una sola señal es la de modular la luz variando la intensidad eléctrica que se aplica al dispositivo generador. En el supuesto de enviar diferentes señales por el mismo canal, la técnica más simple es la de modulacion de subportadoras: la señal se superpone a subportadoras auxiliares que se combinan conformando la señal moduladora de la portadora óptica (SCM: Sub Carrier Multiplexing). Técnicas éstas heredadas de los sistemas de comunicación de radiofrecuencia.
Así que, para un tipo de enlace como el FTTH, más propio de la comunicacion óptica, se aplica la técnica de combinar un número de longitudes de onda (WDM: Wavelength Division Multiplexing), aprovechando las diferentes propiedades que presenta el medio de transmisión en funcion de ese mismo parámetro de onda. Posibilita utilizar un número determinado de canales con diferentes longitudes de onda, incluso asignarles diferentes sentidos de transmisión; lo que supone un gran aprovechamiento del canal.


En la actualidad, la infraestructura que ofrecen las operadoras por cable de fibra presenta un cable coaxial en el tramo final (tramo conocido por la última milla), de llegada al punto de usuario. Las actuales propuestas preveen sustituir ese tramo por ADSL+2, sin que por ello se reduzcan las capacidades ofertadas. El ADSL+2 no es nuevo, pues se emplea hoy en la etapa que va desde el bucle local hasta el hogar, con un recorrido de hasta 2 kilómetros, por lo que sí se pierde capacidad debido a esa distancia. Sin embargo, existen diferentes posibilidades de despliegue de fibra óptica de acuerdo a su alcance. Posibilidades que vienen recogidas en el acrónimo FTTx, siendo x la variable de destino:


• FTTH [Fiber To The Home]: Traducida como “Fibra hasta el hogar”, se refiere al camino que sigue la fibra óptica desde las instalaciones del operador hasta, como mínimo, el límite del espacio habitable en una vivienda o una oficina. La definición excluye aquellas arquitecturas donde la fibra óptica termina antes de llegar al espacio habitable y donde la ruta de acceso continúa en un medio físico que no sea la fibra óptica.

• FTTB [Fiber To The Building]: Se emplea para designar el recorrido de la fibra óptica desde las instalaciones del operador hasta la propiedad privada (vivienda o negocio). En esta arquitectura la fibra óptica termina antes de alcanzar el espacio habitable. La ruta de acceso puede continuar por otros medios (cobre o wireless) hasta el abonado.Estas dos definiciones no incluyen aquellos casos en los que la trayectoria de la fibra óptica termina en el denominado punto de distribución intermedio en la red de acceso local, que sirve a un conjunto de viviendas/edificios. Este concepto es llamado comúnmente Fibra hasta el Nodo.

• FTTN [Fiber To The Node/Neightborhood]: el recorrido de fibra óptica va desde las instalaciones del operador hasta un punto alejado del abonado que, luego, se definirá en FTTH o FTTB. La ruta de acceso entre el punto intermedio y el abonado no es la fibra óptica, sino otro medio de transmisión. Por otro lado, aquellos operadores que extienden FTTH o FTTB pueden considerar varias arquitecturas de red. Las diferentes opciones quedan incluidas en dos grandes categorías: AONS [redes ópticas activas en la que se instalan componentes activos entre usuario final y oficina central] y PONS [redes ópticas pasivas que no requieren de aquellos componentes eléctricos activos].


• FTTE [Fiber To The Enclosure]: fibra hasta el armario de distribución.
• FTTC [Fiber To The Curb]: fibra hasta la acera.

La red de acceso entre abonado y nodo de distribución puede presentar dos configuraciones:
a. topología en estrella. Conexión punto-punto. Dedican una o dos fibras a un mismo usuario, proporcionando mayor ancho de banda y siendo una solución menos económica.
b. PON [Passive Optical Network o Red Óptica Pasiva]. No presentan elementos electrónicos activos y el elemento principal es el dispositivo divisor óptico splitter que, según la dirección del haz de luz lo divide y lo distribuye hacia varias fibras o lo recombina dentro de una misma fibra. Comparte el coste económico del segmento óptico entre los diferentes terminales para así reducir el número de fibras. Se presenta como la solución más viable, incluyéndose tres variantes punto-multipunto que coexisten en el mercado: BPON (Broadband PON), GPON (Gigabit PON) y EPON (Ethernet PON).

27 abril, 2009

FTTH. Parte 2. Forum 2009

La última cita FTTH/NGN tuvo lugar en Lisboa 2008. Un gran éxito compartido por más de 190 delegados y profesionales venidos de toda Europa. La próxima convocatoria del FTTH será en Barcelona. Forum 2009 tendrá lugar entre los días 5-7 de Mayo. Un punto de encuentro para 40 oradores perteneciente a operadores, fabricantes, reguladores, consultores, instaladores, municipios, gobiernos y creadores de contenidos.

Se podrá asistir a Conferencias que abordarán diferentes temas relacionados con el sector como: modelos de negocio de las operadoras: inversión/beneficios; tendencias de mercado y fuerzas detrás de la FTTH; desafíos y estrategias municipales en banda ancha; rentabilidad de la FTTx rural; leyes, ordenanzas y regulaciones que afectan a los proyectos de fibra; redes multiservicio, ...

Al mismo tiempo, se impartirán Cursos workshops y de formación y Seminarios sobre Tecnologías Ópticas y Carrier-Ethernet y se celebrarán Mesas Redondas. También se tratarán diferentes Casos Prácticos que darán respuestas a algunas de las siguientes cuestiones en el aire: ¿Es posible promover la inversión en fibra sin crear nuevos monopolios? ¿Puede el cobre, cable coaxial o el acceso inalámbrico competir contra la fibra? ¿Cuáles son las claves que conducen a la migración a redes FTTx? ¿Se encuentra totalmente cerrado el plano regulador?.
http://www.ftthforum.net/

25 abril, 2009

FTTH. Parte 1. Perspectivas

El futuro de la Alta Velocidad de la Información pasa por la fibra óptica, por lo que las más relevantes Cías. de Telecomunicaciones no tendrán más remedio que invertir millonarias cifras durantes los siguientes años si desean posicionarse en el servicio de la Fiber To The House (FTTH). Se estima una inversión del orden de 2.000 euros por cada hogar conectado y el despliegue de la FTTH, en las mejores condiciones, se prevee a un ritmo de 1-2 millones de hogares por año. Con este párrafo, deseo animar a mis compañeros de estudios y futuros ingenieros de telecomunicaciones para que no descorazonen en la ardua andadura hacia el hallazgo de un interesante y bien remunerado puesto de trabajo: ¡No tened piedad, hacerles ver lo que valeis!.

La tecnología de fibra óptica hasta el hogar (FTTH) se extiende por todo el mundo, y ya existen 14 países que cuentan con más del 1% de abonados a este servicio de banda ancha. Las grandes cifras de FTTH se dan en Japón con 11 millones de usuarios en hogares y en Corea del Sur con también millones de usuarios en negocios locales. En Europa, a finales de 2007 se superó el número mágico de 1 millón de abonados, la mayor parte de ellos concentrados en cinco países: Suecia, Italia, Noruega, Países Bajos y Dinamarca. Pero la FTTH no resulta sólo óptima para el desarrollo de las telecomunicaciones sino que, además, se ha demostrado que es una tecnología ecológica, un añadido más a las posibilidades de su desarrollo.

Un estudio de la Unidad de Investigación de Mercados de Light Reading afirma que en el año 2011 pasarán a ser 86 millones de usuarios de FTTH en todo el mundo. Pero este crecimiento, impulsado desde el sector privado por compañías como la japonesa NTT [Nippon Telegraph and Telephone Corporation ha impuesto un nuevo record de velocidad de transmisión de datos a 14 Tbps/segundo sobre una sola fibra óptica de 160 Km]o la estadounidense Verizon, no es uniforme porque en poblaciones rurales o distantes de los grandes centros urbanos las operadoras se siguen mostrando reacias a instalar fibra, por lo que algunas administraciones locales buscan la forma de dotarse de esta infraestructura por su cuenta.
En Europa, un caso a destacar lo encontramos en Nuenen [Holanda], donde el operador Ons Net ha fundado una empresa para desarrollar su propia red basada en FTTH en la que los ciudadanos se han constituido en cooperativa, siendo los propios clientes los mismos socios de la entidad. Eso sí, la gestión de la cooperativa la lleva a término una empresa privada que se encarga de comercializar la red: Close The Gap.

Un modelo que se intenta copiar en algunas zonas de España donde las conexiones son deficientes como en Vilanova i la Geltrú, donde se plantea crear una red óptica entre las localidades de la comarca del Garraf [Barcelona]. Otro caso español de tecnología FTTH lo hallamos en Asturias. Veintiuna poblaciones del suroeste del Principado cuentan con la infraestructura Asturcón de 220 kilómetros de fibra desplegada por el gobierno autonómico a través del GIT (Gestión de Infraestructuras de Telecomunicaciones de Asturias). Y también una empresa privada, sueca, Adamo presta servicio de Banda Ancha y de Telefonía.

El coloso Telefónica de España tiene previsto desplegar tecnología FTTH, que sustituirá paulatinamente a la tradicional ADSL, en grandes núcleos urbanos cubriendo casi el 50% del territorio nacional. Para dicho despliegue la empresa reutilizará parte de la infraestructura de fibra que colocó hace diez años. Ha iniciado un plan piloto de seiscientos nodos en Madrid y en Barcelona. En cambio, parte del otro 50% se encuentra en zonas rurales, en donde la empresa española no tiene prevista inversión alguna; ámbito en el que tendrán su oportunidad pequeñas y otras empresas. Deciros que la Comisión Europea ayuda a las zonas más atrasadas, en tecnologías de la información, a conectarse con banda ancha dedicando fondos estructurales y de desarrollo rural. Y es que según sus propios datos, el año pasado, en poblaciones rurales o alejadas de las grandes ciudades europeas sólo tenía banda ancha el 60% de los hogares y empresas, frente a más del 90% de las urbes que disfrutaba de esta conexión por cable.



02 abril, 2009

Transmisión de datos por Cable

En cualquier sistema de comunicaciones para que se pueda dar una transferencia de información se precisan; como piedras angulares del sistema, de un emisor, un medio de transmisión y un receptor. Para la transmisión/recepción de datos se pueden emplear diversos canales entre los cuales destacan: radioenlace, cable par trenzado, fibra óptica, …
Un cable de fibra óptica consta de un núcleo, una cubierta y una capa protectora. El núcleo está fabricado de sílice; que posee baja atenuación por lo que se destina a un ámbito interurbano, de cuarzo fundido o de plástico y es el lugar físico por el que se guía la luz portadora de información. La funda está compuesta de la misma naturaleza que el núcleo más unos aditivos que procuran el confinamiento de la onda óptica en el interior del núcleo. Y el revestimiento de protección está conformado por material plástico que otorga características mecánicas al conjunto.
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total. La luz que viaja por el centro de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de manera que toda la luz se refleja hacia el interior de la fibra sin apenas pérdidas. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión debida a impurezas de la superficie, el núcleo está recubierto por una capa con un índice de refracción menor. La fuente de luz es generada por un diodo emisor de luz LED o por un diodo de inyección láser ILD y la cantidad de luz emitida es proporcional a la corriente de excitación, por lo tanto el conversor tensión a intensidad convierte el voltaje de la señal de entrada en una corriente que se usa para dirigir la fuente de luz.
El transmisor consta de un conversor de voltaje a corriente, una fuente de luz y un adaptador de fuente de luz a fibra. En un transmisor de fibra óptica la fuente de luz se puede modular por una señal análoga o digital. Y el receptor consta de un fotodetector (detector de luz que suele ser un diodo PIN o un fotodiodo de avalancha APD que convierten la energía de luz en corriente eléctrica), un conversor de corriente a voltaje, un amplificador de tensión y una interfaz analógica o digital. El sistema queda unido mediante acopladores y/o conectores. Los primeros son una transición mecánica para poder dar continuidad al paso de la luz de un cable de fibra a otro. Y los segundos se requieren para rematar el canal de transmisión. Para redes de datos y equipos de networking locales se suele emplear conectores de tipo ST. Si lo que se pretende es mantener la polaridad se recomienda conectores tipo 568SC. Unos y otros quedan identificados con colores; marfil para un tipo de fibra multimodo y azul para un tipo monomodo.

Potencialmente, la fibra monomodo es la que ofrece mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar, pues sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria casi paralela al eje longitudinal de la fibra, por lo que se hace nombrar monomodo o único camino de propagación. Son fibras que presentan un diámetro del núcleo del orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten: de 5 a 8 mm. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de estas fibras, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal. Es precisamente esta sensibilidad frente a empalmes, soldaduras y conectores lo que las hace menos económicas frente a las fibras multimodo.
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo. Presenta unas dimensiones normalizadas de 62.5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta), pero se pueden encontrar otros tamaños: 50/125 mm, respectivamente.
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado. Posee unas dimensiones de 100/140 mm (diámetro núcleo/diámetro cubierta). Tanto las de gradiente gradual como las de índice escalonado se destinan para distancias cortas de hasta 5ooo metros.

Cuadro Comparativo Proveedores de Banda Ancha en Alicante

La oferta de servicios basados en ADSL en España está regulada por el Ministerio de Fomento, con el doble objeto de satisfacer las demandas de los usuarios y de favorecer la implantación de nuevas tecnologías. Fines que se recogen en: Orden Ministerial 8181/99 y Orden Ministerial 8182/99; ambas publicadas en el BOE 086/1999, del 10 de abril, que han pasado a ser pieza básica del marco normativo vigente en el sector.
La ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line: Línea de abonado Digital Asimétrica) es la tecnología de banda ancha que permite emplear las líneas telefónicas convencionales para la transmisión de datos a alta velocidad. El carácter asimétrico de esta tecnología se adapta perfectamente a Internet, ya que los usuarios de la Red suelen recibir (velocidad de bajada o descendente) muchos más datos de los que envían (velocidad de subida o ascendente). Cuando se visita una página, se envía una petición echo con unos pocos bytes y, luego, se recibe en el ordenador la página deseada compuesta por texto e imágenes. El tamaño de los mismos depende del contenido y tipo de la página, pero es muy superior al tamaño de la petición realizada.
La otra característica importante de la ADSL es que separa la voz y los datos, de forma que se puede hablar por teléfono aunque el ordenador esté conectado a Internet. ADSL se comercializa bajo la modalidad de cuota fija pagando una tarifa plana, con independencia de cuánto tiempo se haya tenido el ordenador conectado a la Red y facturación independiente de la de voz. El despliegue de ADSL posibilita la oferta de servicios de banda ancha a través del cable telefónico.
El cable de fibra óptica proporciona una alternativa a la conexión de banda ancha del cable de par trenzado. Así, un cable con 8 fibras ópticas puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o que 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor. El único operador que hoy encontramos en la zona levantina es ONO.


26 marzo, 2009

Características Blackfin de Analog Devices & Características Genéricas DSPs

En este artículo vamos a tratar de identificar las características claves de la familia Blackfin de Analog Devices referenciadas a las propias de los DSPs más comunes. En la Asignatura que nos ocupa hemos podido estudiar la Arquitectura Harvard de los DSPs; frente a la Arquitectura Von Neuman de los procesadores estándar, en la que destaca la división física de la memoria que almacena datos e instrucciones de programa, por lo que hay que hablar de dos memorias; amén de dos estructuras de buses: de datos y de programa, lo que facilita el direccionamiento de datos e instrucciones en un mismo ciclo de reloj.

Por su parte, los Blackfin presentan una Arquitectura Harvard modificada en combinación con una estructura jerarquizada de memoria, terminando por llamarse Micro Signal Architecture y que confiere a estos dispositivos poder computacional, alto desempeño, flexibilidad y facilidad en su uso con una práctica específica en las telecomunicaciones y en las aplicaciones multimedia.
Esta arquitectura de los Blackfin duplica los bloques computaciones de MAC de 16 bits y de ALU de 32 bits. Recordamos que, en aquellos DSPs, la MAC era un hardware dedicado y rápido que solucionaba el tiempo que se invertía en las operaciones numéricas de suma y producto. Y, para distinguirse aún más de una arquitectura convencional, añade 2 acumuladores de 40 bits y 4 ALUs de vídeo de 8 bits; amén de 1 shifter; todo ello integrado en la Unidad Aritmética de Datos, donde se ejecutan las operaciones aritméticas y lógicas y de desplazamiento del shifter. Las operaciones primarias se ejecutan en la ALU0 y las operaciones en paralelo en la ALU1 como subconjunto de las primeras. Las ALU específicas de vídeo realizan operaciones tipo SIMD, con las que se logra paralelismo a nivel de datos. Se tratan de instrucciones que aplican una misma operación sobre un conjunto de datos. Con una única Unidad de Control se despachan las instrucciones a diferentes unidades de procesamiento, esto es, la misma instrucción es ejecutada de manera síncrona por todas las unidades de procesamiento.

En la Unidad Aritmética de Direcciones esta nueva arquitectura nuevamente duplica bloques funcionales como los Generadores de Direcciones de Datos (DAGs) que se encargan de generar las direcciones para el doble acceso simultáneo de datos en la memoria del DSP. Ambos generadores comparten un archivo de registros de 32 bits más otros 8 registros que pueden apuntar a una zona de memoria, llamada pila, que se emplea para almacenar datos de internos cuando se salta a subrutinas de programa para que no se pierda contenido.
La memoria presenta una jerarquia tal que a nivel 1 la memoria de instrucciones almacena únicamente dichas órdenes y las dos memorias de datos almacenan sólamente datos y un segmento dedicado guarda datos de la pila y variables locales. Coexisten múltiples bloques de memoria L1 que se pueden configurar como algo entre memoria SRAM y Caché. Mencionar que una Caché es un espacio de memoria de alto rendimiento empleado para acceder a datos frecuentes. La memoria de nivel 1 opera a la velocidad interna del DSP (CCLK) sin retardo y destaca porque permite hasta cuatro accesos simultáneos a la Unidad Aritmética del DSP, realiza al unísono operaciones DMA, mantiene Caché y accede al Core. Se entiende que la otra memoria de nivel 2, conformada por 8 bloques de 32 Kbits cada uno lo que suma una capacidad de 256 Kbits, opera a la velocidad del sistema (SCLK). El dispositivo que empleamos en laboratorio: ADSP BF533, presenta una capacidad total de memoria de 148 KB.

Esta variedad en las frecuencias de trabajo de las señales es posible gracias a un Controlador de Administración Dinámica de Potencia (DPMC). Con ello se consigue optimizar el consumo de potencia según los requerimientos específicos de la aplicación. Este módulo permite cuatro modos de operación: full on, active, sleep y deep sleep, cada uno con unas características de desempeño y un consumo de potencia propios. Se puede reducir aún más el consumo deshabilitando en un instante dado el reloj del periférico que no se esté utilizando. Entre sus funciones destacan: manejo de relojes, bucle de enganche de fase (PLL), controlador de potencia, modos de operación y control de voltaje.

El segmentar la ejecución de instrucciones, es una técnica de mejora en el rendimiento de los DSPs, de manera que en cada ciclo se añade una nueva subtarea sin necesidad de esperar a que finalicen los ciclos de cada una de las instrucciones. Los procesadores Blackfin ejecutan intrucciones siguiendo un patrón de encauzamiento entrelazado (Intelocked Pipeline) que posibilita la ejecución de órdenes independientes entre los procesos de carga y de almacenamiento, sin necesidad de que el compilador o el programador conozcan el número de ciclos que invertirá la operación de lectura y escritura de la memoria; así se aprovechan los ciclos muertos para la ejecución de instrucciones no dependientes del resultado de la operación de memoria.

También se comentó que los DSPs comunes emplean instrucciones especiales optimizadas para el tratamiento digital de señales, con las ventajas que ello supone de un código más compacto empleando menos memoria y de un aumento en la velocidad de ejecución de los algoritmos. Pues bien, la familia Blackfin añade un grupo de instrucciones para un procesamiento más eficiente de señales de vídeo/imagen: instrucciones ALIGN8, BYTEOP3P, ... que permiten alinear bytes copiando una palabra no alineada a partir de una combinación de dos registros de datos, sumar dos valores y promediarlos recortando el resultado a la mitad de bits y un procesamiento vectorizado: instrucciones que permiten ejecutar simultáneamente operaciones sobre grupos de valores de 16 bits. Para obtener más información sobre los procesadores Blackfin de Analog Devices dirigirse al enlace:
http://www.analog.com/processors/processors/blackfin/index.html

Diseño de Sistema Domótico

El sistema de domótica que se propone gira entorno al Control por Voz, como un interfaz adicional a otros ya existentes en el Hogar Digital, tales como: pulsadores, pantallas táctiles, PDAs, ordenadores, …
Desde hace años, el crecimiento de los Sistemas de Reconocimiento de voz ha ido en aumento. Primero se utilizaban voces pregrabadas para aplicaciones telefónicas automáticas con opciones en menús. Opciones que se habilitaban, en los inicios, pulsando los botones del terminal y, finalmente, articulando palabras del menú de voz.Las aplicaciones telefónicas se han ido desarrollando considerablemente permitiendo una mayor flexibilidad en el reconocimiento de voz; a la vez que en el sector informático se han comercializado programas de reconocimiento y de síntesis de voz. Dicho software permite la navegación web, el control por comandos, ...
mediante órdenes de voz; independientemente del locutor, lo que permite el entrenamiento previo del sistema incrementando la precisión en el reconocimiento, puesto que el usuario puede corregir el error cuando éste se produce. Así pues, el sistema se autoalimenta y cuanto más se emplea mejora en su eficiencia.
Los sistemas de reconocimiento de voz están basados bien en técnicas por comparación de patrones o bien en decodificadores acústico fonéticos. De las técnicas de procesado basadas en patrones cabe destacar las que se apoyan en el uso de redes neuronales y aquellas que realizan el procesado según los modelos ocultos de Harkov. En cualquier caso requieren de un entrenamiento previo del sistema para que la base de datos vaya almacenando más información y mejore la tasa de acierto del reconocedor.
Las fuentes de información acústica, fonética, fonológica y léxica, con los correspondientes procedimientos interpretativos, dan lugar a un módulo conocido como decodificador acústico-fonético. La señal vocal de entrada es convenientemente representada; para ello, se la somete a un proceso previo de parametrización donde se determinan las características acústicas representativas de dicha señal. En esta etapa previa es necesario asumir algún modelo físico: auditivo o articulatorio. Una vez detectadas se etiquetan las unidades acústicas generándose cadenas de fonemas que se mapean con un vocabulario conocido para pasar a una estrategia de reconocimiento en función de las restricciones impuestas alreconocedor. Esta técnica requiere de un gran conocimiento acústico de las unidades fonéticas. Tanto el conjunto de características, que se eligen por intuición, como el diseñode clasificadores, hoy por hoy, no es óptimo; por lo que nos inclinaremos por técnicas basadas en la comparación de patrones.
Un Sistema de Control por Voz puede implementarse de diversas formas según el tipo de elementos captadores de voz y de la forma de transmitir las señales de audio entre los dispositivos que componen el sistema. Desde el punto de vista técnico, la topología más simple es la de estrella desde la central hasta cada elemento emisor o receptor. Esta conexión se puede efectuar tanto para señales analógicas como para digitales. En este último caso se consigue aumentar la longitud del cableado, respecto a la infraestructura para señales analógicas, sin perdida de calidad. En cambio, la topología que se recomienda es la de redes LAN para el transporte de las señales entre la central y los sistemas auxiliares de captación y emisión, siendo necesario añadir un adaptador o tarjeta de red al bus y la electrónica que exige la conectividad a la LAN, con la inclusión de un conversor analógico-digital (AD), para la captura de señales procedentes del micrófono, y un conversor digital-analógico para la conversión de las tramas digitales a audio analógico que debe reproducir el altavoz. En las siguientes figuras se pueden ver dichas configuraciones respectivamente:
En el mercado actual podemos encontrar gran variedad de sistemas de reconocimiento de voz. Seguidamente se presenta un listado de los sistemas más representativos por su presencia en el mercado, su integración con el hardware actual y sus cualidades:
a. Software comercial para ordenadores personales:
Dragon Naturally Speaking de Nuance
Philips FreeSpeech
Protitle Live from NINSIGHT
Via Voice de IBM
Soluciones Loquendo
Voice Pro 11 de Linguatec
b. Sistemas telefónicos:
Nuance 8.5
Telefónica: Software vocal de Telefónica
Telisma (teliSpeech)
c. Software libre para ordenadores personales:
CVoiceControl: se graba la orden como entrenamiento.
PerlBox: sin entrenamiento, pero en inglés.
Sphinx, del Sphinx Group en Carnegie Mellon University
Open Mind Speech, antiguamente FreeSpeech

Sistemas de reconocimiento de voz que hacen uso distintas firmas de instalaciones de domótica destacando las soluciones de: Fagor, Proinssa, Personica, Indistsys y Easy Life.

Entrando en las técnicas de captura y transmisión de la voz para aplicaciones de reconocimiento de voz aplicadas al Hogar Digital se comprueba que unos valores óptimos pueden ser: *Ancho de banda señal de voz: 8.000 Hz. *Filtrado mediante paso banda con frecuencias de corte de 100Hz y 8.000Hz. *Frecuencia de muestreo: 16 KHz *Codificación: 10 bits *Bit rate mínimo que debe asegurar el BUS: 1,6 Mbit/s

Sistema de Vigilancia IP

Es habitual asociar el diseño de un sistema de vigilancia con un sistema de videovigilancia analógico. Sin embargo, los sistemas de circuito cerrado de televisión CCTV tradicionales quedaron obsoletos. Así que, la empresa de la que soy Ingeniero Jefe apuesta por una solución de vigilancia IP. Este sistema está basado en una infraestructura de Protocolo de Internet o protocolo de comunicación a través de redes, cableadas o inalámbricas, de computadoras.
Los componentes básicos que conforman este sistema de vigilancia IP son las cámaras de red, los codificadores de vídeo y el software de gestión de vídeo; como piedras angulares de toda solución de vigilancia IP, amén de los componentes de red, el servidor y el dispositivo de almacenamiento; como parte del equipo entándar. Otros componentes de un sistema de vídeo en red incluyen accesorios como carcasas, midspans PoE y splitters activos.


1. Cámaras de red en las que en una única unidad se integra un objetivo, un sensor de imagen, uno o más microprocesadores y memoria. Los micros se emplean en el procesamiento de la imagen y en las funciones de red. La memoria sirve para almacenar el firmeware y las grabaciones de vídeo. Como un ordenador, la cámara de red; ubicada en un punto con conexión a red, dispone de su propia dirección IP. Estos dispositivos pueden configurarse para enviar video a través de la red, visualización en directo y/o grabación de forma continua, en horas programadas, un evento en concreto o previa solicitud de usuarios autorizados. Además ofrecen funciones de video inteligente como detección de movimiento, detección de audio, alarma antimanipulación activa y autoseguimiento. Disponen de puertos de entrada/salida que habilitan la conexión con dispositivos externos como sensores y relés. La totalidad de los tipos de cámaras de red: fijas, domo fijas, PTZ y domo PTZ, dispone de función de visión diurna y nocturna tanto en instalaciones de interior como de exterior. Proporcionan imágenes a color cuando lo permiten las condiciones de iluminación y cambian automáticamente a modo nocturno, con luz infrarroja (IR), proporcionando imágenes en blanco y negro de alta calidad.
2. Codificadores de vídeo que permiten la integración de un sistema de videovigilancia analógico CCTV anterior en un sistema de video en red, sin tener que desechar parte de una infraestructura existente, así pues, desempeñan un papel significativo en instalaciones en las que se deben mantener muchas cámaras analógicas. El codificador de vídeo se conecta a la cámara analógica a través de cable coaxial y convierte la señal analógica en señal digital que, luego, envía a través de la red. Con estos dispositivos se puede acceder remotamente y controlar: movimiento horizonal, vertical y zoom, a través de la red a cualquier cámara de vídeo analógica o cámaras especializadas de alta sensibilidad térmica o microscópica. Para visualizar y/o grabar el vídeo digital se emplea un PC, en lugar de un DVR o VCR o de monitores analógicos. Además proporciona escalabilidad y facilidad en la integración de otros sistemas de seguridad.

Algunos de los elementos y partes que conforman un codificador de vídeo son: a: entrada de vídeo analógica coaxial, b: microprocesador para ejecutar el sistema operativo y las funciones de red y seguridad del codificador, realizar propiamente la codificación a sistema digital en varios formatos de compresión y para el análisis de vídeo. Este chip determina el rendimiento del codificador que, normalmente, se mide en fotogramas por segundo a la máxima resolución. Los codificadores de vídeo avanzados pueden proporcionar una frecuencia de imagen máxima de 25 imágenes por segundo con cámaras analógicas PAL, c: memoria tipo flash y buffer de secuencias de vídeo con memoria RAM para almacenar el programa informático, d: puerto de alimentación a través de Ethernet para conectar a red y enviar/recibir datos y alimentar la unidad y la cámara conectada si admite PoE, e: puerto serie para el control de movimiento horizontal-vertical-zoom de una cámara analógica PTZ, f: conectores de E/S para dispositivos externos, tales como: sensores para detectar eventos de alarma, relés para activar, por ejemplo, luces, g: entrada de audio para conectar micrófono o equipo de entrada de línea y salida de audio para conectar altavoces.

3. Software de gestión de vídeo. Cuando el sistema consta de una o unas pocas cámaras, la visualización y la grabación básica de vídeo puede gestionarse a través de la interfaz web incorporada en las cámaras de red y los codificadores de vídeo. En cambio, si el sistema consta de más cámaras se empleará un sistema de gestión de vídeo en red. Existen multitud de ellos para diferentes sistemas operativos como: Windows, UNIX, Mac OS, Linux. Los aspectos que deben considerarse son la elección de plataforma hardware, de plataforma software, características del sistema: configuración, instalación, gestión de eventos, vídeo inteligente, seguridad y administración y la posibilidad de incorporar otros sistemas: sistemas detección de incendios, sistemas de alarma, …
Puede admitir diversas características, siendo las más comunes: a. visualización simultánea de video de varias cámaras, b. grabación de vídeo y audio, c. funciones gestión de eventos como detección de movimiento de vídeo, d. administración y gestión de cámaras, e. opciones de búsqueda y reproducción, f. control de acceso a usuarios y g. registro de actividades.

4. Midspan PoE. Tecnología de alimentación a través de Ethernet (PoE) con la que se proporciona energía al mismo cable de red por el que circulan los datos y, con ello, alimentación a los productos de vídeo conectados a la red. Ubicado entre el conmutador de red y los dispositivos de almacenamiento. La distancia máxima entre la fuente de datos y los productos de vídeo en red no debe superar los 100 metros, lo que significa que el midspan debe colocarse a una distancia no superior a la citada. Uso muy frecuente en teléfonos IP, puntos de acceso inalámbrico y cámaras de red conectadas a una LAN.

5. Splitter. Sirve para separar la energía y los datos de un cable Ethernet y redirigirlos en dos cables diferenciados físicamente, de manera que los datos se podrían enviar a través de un dispositivo sin PoE integrado. Esto conlleva a la adaptación de la tensión de 48 voltios que proporciona la PoE a 12-05 voltios, nivel adecuado al dispositivo al que se conectará, que también realizar el splitter.

12 marzo, 2009

Intel Atom Z5

La serie Atom Z5 está conformada por cinco procesadores basados en la tecnología high-k de Intel específicamente diseñados para dispositivo portátiles de internet, netbooks, y otros aparatos de mano. Los cinco modelos tiene un cache L2 de 512MB, un FSB de 400 o 533MHz, y frecuencias que van de los 800MHz (Z500) a los 1,86GHz (Z540). El TDP de estos chips varía de 0,65W a 2,4W, mientras que sus precios oscilan entre $45 por los dos modelos más básicos y $160 por el Z540. Cuadroocomparativo procesadores:




CeBIT 2009

En Hannover se celebra el CeBIT 2009 [Centrum der Büro-und InformationsTechnik], la mayor cita sobre informática, telecomunicación y electrónica de ocio del mundo. De lo poco que ha levantado interes han sido los navegadores GPS y los netbooks y nettops (equipos diseñados para trabajar en la Red, realizar tareas ofimáticas y multimedia ofreciendo bajo consumo energético, mínimo nivel de ruido y precios asequibles), que integran los austeros procesadores Atom de Intel. También se habló de redes sociales, Internet por televisión (Net TV) y cloud computing (tecnología que permite ofrecer servicios de computación a través de Internet). Mencionar que la mesa interactiva Surface de Microsoft no me parece muy novedoso por cuanto que Phillips presentó en IFA 2006 su mesa de entretenimiento, conocida por Entertaible.

No obstante, sigo pensando que lo que está por llegar vendrá de la mano de la tecnología verde y, tal vez, no por un gesto del consumidor sino, más bien, por una imposición de política energética, una apuesta socialmente correcta o un cambio en el sistema económico como vaticinan los analístas de esta crisis. Se trata de dar con soluciones de bajo impacto ambiental, pues la informática y las nuevas tecnologías generan ya más gases invernadero que el sector de la aviación.

Aún así, debido a la propia idiosincrasia de este blog, creo merecido centrar este trabajo en el procesador Atom Z5 de Intel, que pretende incorporarlo en automóviles, agendas electrónicas y teléfonos avanzados. Con estos chips será posible crear dispositivos, de pequeño tamaño y precio, centrados en el ocio y la conectividad a la red.

Destacar también que en el próximo CeBIT 2010, entre 2 y 6 de Marzo, España ha sido elegida como partner country. Cada año, la organización de CeBIT invita a un país del mundo a ser el protagonista del evento, como ejemplo de éxito en el desarrollo tecnológico. El CeBIT piensa que, en los últimos años, España se ha volcado en el ámbito de la Sociedad de la Información.

Reproductor CD. DSP: 15 MIPS

Sea un reproductor CD que presenta una frecuencia de muestreo de 44.1 KHz. La dirección de registro queda limitada a 16 bits. El filtro digital de Respuesta Finita al Impulso FIR es de 300 coeficientes. ¿Qué rendimiento, en MIPS, ofrece el Procesador Digital de Señal: PDS ?. La apuesta que se ofrece sin haber resuelto del todo la cuestión es de 15 MIPS. El siguiente paso es hallar un dispositivo que se ajuste a las exigencias del problema: ver tabla de familia de DSPs dsPIC30FXXX-30I a la que pertenece el siguiente dispositivo del fabricante Microchip.



05 marzo, 2009

Artículo "Procesadores Digitales de Señal: Arquitecturas y Criterios de Selección". Cuestionario.

1. Justifica la necesidad de un DSP en una aplicación real de electrónica de consumo. ¿En qué casos usarías un microprocesador convencional?.
Aclarar que por Electrónica de Consumo debemos entender todo aquello en cuanto a equipos electrónicos de uso cotidiano con objeto de satisfacer necesidades de entretenimiento, comunicación y oficina: PCs, celulares, reproductores MP3, receptores TV, equipos GPS, unidades Blue Ray, …
Una de las características principales de la electrónica de consumo es que los precios de los productos son cada vez más bajos, debido a una serie de factores tales como: mejora en la eficiciencia de fabricación, deslocalización de ésta hacia países con sueldos inferiores y desarrollo tecnológico de los semiconductores.
Y ya que los microprocesadores de propósito general no están diseñados para ninguna aplicación en especial; en contra de un DSP cuyas características están destinadas a soportar tareas de altas prestaciones y numéricamente intensa, aún con un desarrollo de hardware y de software a medida, el enorme volumen de producción justifica el esfuerzo para con el desarrollo de un microprocesador convencional. Así que se incorporarán en sistemas baratos, pequeños y de grandes producciones: telefonía móvil.
Por el contrario, el uso de un DSP en electrónica de consumo queda justificado con el propósito de alcanzar un diseño que pueda procesar gran volumen de datos mediante algoritmos complejos, con lo que el diseñador busca máximas prestaciones en el procesador de esos datos: equipo GPS de gama media y alta.

2. ¿Qué entiendes por escalado de datos?.¿Por qué crees que se deben escalar las señales en datos de coma fija?.
El proceso de digitalización de una señal analógica encierra fases de muestreado, cuantificación y codificación de dicha señal a digitalizar. La codificación consiste en asignar un número binario a cada uno de los niveles de cuantificación de manera que se pueda representar la información cuantificada de la señal acorde al rango binario determinado por el número de bits que emplea el sistema conversor. El escalado de datos tiene por finalidad que la información cuantificada pueda ser representada dentro del rango que permite el formato aritmético con el que trabajamos para que no se deje de perder información y, con ello, precisión en el sistema.
Y es, precisamente, en la representación binaria en coma fija en donde se debe de tener especial cuidado de no incurrir en dicha falta de precisión, dado el pequeño margen dinámico del que se dispone, esto es, del menor conjunto de códigos binarios, con respecto a la representación binaria en coma flotante, asignables a los niveles de cuantificación que contienen la información de la señal original.

3. ¿Qué medidas para comparar la velocidad de un procesador conoces?.¿Te parecen adecuadas?.¿Cómo crees que se utilizan?.Añade otras que tú consideres necesarias.
La medida clave para saber si un DSP es o no apropiado para una aplicación es su velocidad de ejecución. El parámetro empleado para su ponderación es el tiempo de ciclo de instrucción o tiempo que invierte el dispositivo en ejecutar la instrucción más rápida. Sin embargo, existen otros parámetros para medir la velocidad de un procesador:
MIPS (Million Instructions per Second). Número de instrucciones que el procesador puede ejecutar por segundo. La clave reside en cuanto puede hacer cada instrucción
MFLOPS (Million FLoating-point OPerations per Second). Es una medida de la velocidad del procesador más fiable que la anterior. Número de multiplicaciones, sumas, restas, … que el procesador puede realizar en coma flotante. Algunos fabricantes muestran valores pico, cuando lo interesante son valores sostenidos.
MOPS (Million OPeration per Second). Número total de operaciones que el procesador puede realizar por segundo. Se incluye accesos DMA, transferencias de datos, operaciones de entrada salida. Proporciona una idea aproximada de la capacidad de procesado y de entrada-salida del procesador.
MBPS (Mega-bytes per second). Proporciona una medida del rendimiento total de procesamiento de datos.
Un problema que surge al comparar los tiempos de ejecución de instrucciones de varios procesadores es que la cantidad de trabajo realizado por una instrucción varía significativamente de un procesador a otro. Téngase en cuenta que la velocidad del procesador depende, de entre otros factores, del tamaño de la palabra o cantidad de datos que que el micro puede procesar en un ciclo de reloj. Por lo que no parecen muy concluyentes los parámetros enumerados. Estas unidades sirven para ubicar cada PDS en una categoría amplia en cuanto a prestaciones; además, también se debería de cuestionar cómo se ven afectadas las prestaciones del PDS cuando muchos de los datos se encuentran fuera del chip, en la memoria externa. Una solución a estos inconvenientes se encuentra en establecer una operación básica como referencia en la comparación de diferentes PDSs. Esta operación es la MAC y sus tiempos tampoco es que proporcionen información para analizar PDSs, ya que, esta instrucción en la mayoría de ellos se ejecuta en un solo ciclo y, como se ha mencionado anteriormente, algunos procesadores pueden hacer mucho más que otros en una simple instrucción MAC. En la actualidad se establece que todos los PDSs ejecutan una orden por ciclo de instrucción. El parámetro que pondera la velocidad del procesador teniendo en cuenta la instrucción MAC es el MMACS: (Million multiply-accumulate per second). Número de multiplicaciones y acumulaciones que el procesador puede realizar por segundo.

4. Explica, con tus propias palabras, qué es la segmentación de instrucciones.¿Qué son las instrucciones de salto?¿Por qué dan problemas con el pipeling?¿Qué supone esto en una operación de tratamiento digital de señal en tiempo real?¿Se te ocurren otros tipos de instrucciones que acarreen estos problemas?.
La segmentación de una instrucción se entiende como la partición de ésta en fragmentos iguales e independientes con el objeto de que puedan se ejecutados de forma solapada, de manera que se acentúa la velocidad de ejecución de la instrucción, puesto que su inicio viene gobernado por el pulso de reloj, cuya frecuencia se mantiene. Esta técnica es aplicada en procesadores eficientes que reciben el apelativo de pipeline processors.
Las instrucciones de salto son todas aquellas órdenes que presentan una condición de forma que hasta que dicha premisa no se procese, las opciones a tomar son una incógnita, con lo que no se puede proseguir en la ejecución de instrucciones. Ello conlleva a un riesgo de control o un Control Hazard que se produce cuando es preciso llevar a cabo una decisión basada en el resultado de una instrucción mientras se están ejecutando otras instrucciones. Lo que concurre a un retraso en la ejecución o a un error en el procesamiento.
Una estrategia para abordar este riesgo es asumir que la condición del salto no se cumplirá y, por lo tanto, la ejecución continuará con la instrucción que se encuentra inmediatamente después de la instrucción condicional. Si la condición del salto al final se cumple entonces se deberá desechar del pipeline las instrucciones que fueron captadas y la ejecución continua con la instrucción que se encuentra en la dirección de salto.
Otras instrucciones que nos pueden llevar a este tipo de riesgos podrían ser aquellos que incluyen las excepciones. Supongamos una instrucción aritmética que produce un desbordamiento u overflow. Necesitaremos transferir el control a la rutina de servicio de la excepción inmediatamente después de la instrucción porque no queremos que el resultado inválido contamine otros registros o localidades de memoria. En este caso, también se debe limpiar el pipeline y empezar a buscar instrucciones a partir de la nueva dirección (rutina de servicio de interrupciones).

5. Imagina que tienes un puesto de Ingeniero Jefe de un proyecto de Telecomunicaciones en una empresa. Tu primer cometido es elegir una placa de desarrollo en tiempo real adecuada para la realización que vas a desarrollar. Especifica qué criterios tomarías para realizar dicha elección, justificándolos.
Si consideramos que es la velocidad del procesador el que determina la elección de un dispositivo u otro, debemos de tener claro que dicho parámetro queda en función del ancho del bus (cantidad de datos que el procesador puede transmitir hacia la memoria principal y hacia los dispositivos de entrada-salida), del tamaño de la palabra (cantidad de datos que el procesador puede procesar en un ciclo de reloj) y, claro está, del reloj del sistema (pulso electrónico empleado para sincronizar el procesamiento).
Otra cuestión a resolver apunta a las prestaciones que le voy a exigir. Prestaciones ligadas a la organización del subsistema de memoria del dispositivo procesador y a la técnica pipelining con la que segmento las instrucciones a procesar junto con los datos. Así que, otras características como consumo, coste, etc. quedarán supeditadas a esas primeras. Es el caso de los procesadores de propósito específico diseñados para realizar un procesado digital de señal en tiempo real (PDSs).

26 febrero, 2009

Cuestión Semanal 2. Innovaciones de éxito en telefonía móvil

Acerca de la cuestión que se nos plantea para esta semana, sobre la telefonía móvil, ¿cuál piensas tendrá mayor éxito de entre las innovaciones que nos presentarán las compañías de servicios y los fabricantes de terminales?. Me temo que requiere una respuesta que ni los propios analistas del sector osan a dar con rotundidad. Así pues, me aventuraré a dar una visión desde mi propia experiencia; aunque se me antoja anticipar que cualquier propuesta que se nos ofrezca será bien aceptada porque, como consumidores, tendemos a hacer imprescindible lo que es innecesario.

Pero, ¿qué entendemos por éxito?. Que duda cabe que desde el lado de la oferta se entiende con cifras en ingresos. Y desde el lado de la demanda, entiendo yo, que se traduce en cubrir necesidades. Aunque se imponga la globalización, todavía hoy se debe distinguir entre un mercado europeo, asiático, USA. Y dentro de cada mercado, cabe diferenciar factores como: sexo, edad, inclinaciones del consumidor. Piénsese que mientras, en España, mantenemos una correspondencia a través de SMS; por ejemplo, en Japón, se comunican a través de chat por móvil. Con ello quiero decir que las necesidades a cubrir en pro de un éxito en la innovación son muy dispares en este Mundo Global.

Y es que este mercado del móvil ha vivido una revolución tecnología desde que me permitió conocer lo que aconteció un 11-S del año 2000 cuando me encontraba bajo tierra pirenaica buscando a un hombre movido más por la aventura que por los temas que hoy trato. En aquel mercado nacional sólo se posicionaba Moviline, reconvertida en Movistar, que con su tecnología analógica nos permitió estar comunicados con el resto del mundo a un grupo de espeleosocorristas a más de 3000 metros de altitud. Pero, lo sorprendente no fue aquel hecho, sino que actualmente se celebre en España la feria más relevante a nivel mundial de la industria de la telefonía móvil. Hablo de la Mobile World Congress que nos acerca, en Barcelona, las grandes innovaciones y mejoras en cuanto a servicios y terminales.

Para elaborar el siguiente trabajo, primero, me he hecho eco de artículos en diarios digitales que han cubierto la noticia. Os los facilito como Anexo. Seguidamente, me he planteado la pregunta ¿y para qué necesitamos un teléfono móvil?. Yo pensaba que para nada, pues he llegado a vivir sin él durante casi 30 años. Pero, mi última intervención en el Montgò me ha hecho recapacitar. En mi trabajo empleo diversas herramientas, algunas muy innovadoras, que me permiten dar solución a situaciones en las que se ve implicada la integridad física de las personas involucradas. Entre esas herramientas, el teléfono móvil me posibilita localizar en mitad de la noche a dos escaladores colgados de sus arneses y sin apoyo alguno en sus pies. Por lo que la premura en el rescate de estos deportistas se debe a la posibilidad de aparición del síndrome del arnés y de la merma psicológica y física. Luego, nos agradecieron que, de vez en cuando, les telefoneásemos para darles aliento y hacerles saber que estábamos muy cerca. Por consiguiente, deseo abordar esta cuestión desde la perspectiva de cubrir necesidades que me pueden sacar de un apuro allá donde no se avistaba cabina telefónica alguna.

Así pues, lo que más me ha llamado la atención de este evento y creo que, más tarde o más temprano, llegará a recalar en el consumidor; al menos entre aquellos que pasamos tiempo lejos de lo conocido como civilización, es el terminal Blue Heart de Samsung que energéticamente se abastece mediante un panel solar. ¡Ah!, y tiene pantalla táctil. Otro grito en los celulares. Este precedente, a mi entender, se convertirá en una exigencia dentro de ya con los tiempos que corren, en los que precisamos de energía sin tener que por ello el medio ambiente pagar un canon. Además, próximo a este punto de vista, también me ha gustado la solución de un cargador universal que ofrece la firma Powermat.

No obstante, también me parece relevante las aportaciones sobre multimedia, televisión e Internet; entre otros servicios, que se van a incorporar en los teléfonos. De gran repercusión dado el tiempo de ocio, cada vez mayor, del que disponemos. Todo ello conlleva a la mejoría en las velocidades de transferencia, con tecnología 4G hasta 50 MBts, superando la tecnología 3G; sistemas operativos dedicados a telefonía móvil; viejos y nuevos servicios, etcétera. Pero, me temo, que esas incorporaciones; aunque yo no les encuentre una utilidad de inmediato me obligarán a que se conviertan en imprescindibles en un futuro no muy lejano.

Nacho.