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Interfaces digitales más eficientes para audio

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Para las arquitecturas de audio modernas las interfaces digitales juegan un papel importante, su actual geometría más fina y su empotramiento en la misma pieza de Silicio hacen que el diseño del sistema en general no sea del todo fácil.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

El diseñar circuitos integrados se ha vuelto en una tarea que además de compleja, resulta costosa en términos de integración debido a que todo está montado en el mismo trozo de silicio. Para los sistemas de audio las interfaces digitales son esenciales, pero a su vez éstas no deberían representar una carga adicional en sentido financiero para los desarrolladores ya que el diseño de estos sistemas involucra el uso de herramientas y componentes que a la fecha han dejado de ser poco costo-efectivos.

Con una geometría más fina, el diseño de las arquitecturas se ha hecho más complicado y más costoso en términos de integración electrónica ya que envuelve el uso de circuitos analógicos de alto rendimiento y circuitos digitales de alta densidad en una sola pieza de Silicio.

Las arquitecturas para sistemas de audio están colocando componentes analógicos de una cadena de señales de audio, los transductores de entrada y de salida, así como otras conexiones inherentes entre un componente y otro mediante un concepto digital.

En el caso de que el diseñador utilice procesadores de señales digitales (DSPs) éstos siempre han tenido conexiones digitales pero ahora las interfaces digitales están siendo incluidas en los mismos transductores y otros componentes como amplificadores que usualmente han tenido solamente interfaces analógicas.

Para ejemplificar esta modalidad en el argot del ingeniero desarrollador, hacemos uso de un sistema tradicional de señal de audio en cadena que podría contener conexiones de señales analógicas entre micrófonos, pre-amplificadores, ADCs, DACs, amplificadores de salida y bocinas: tal y como se muestra en la siguiente ilustración:

En esta figura se muestra una cadena de señal común, en la que a menudo los ingenieros integran convertidores ADCs o DACs, además de moduladores en los transductores en terminales opuestas de la cadena de señal, lo cual elimina la necesidad de redireccionar las señales de audio analógicas en la tarjeta de circuito impreso (PCB), y al mismo tiempo reduce el número de dispositivos en la cadena de señal.

A comparación de la primera figura, en la segunda se ilustra una cadena digital completa de señales ya con las adecuaciones técnicas implementadas para su óptimo desempeño.

Cabe mencionar que existen diversos estándares industriales para la transmisión de datos en formato digital, y estos estándares hacen posible su transferencia de un lugar a otro, pero algunos protocolos tales como el I2C, TDM y PDM, por mencionar algunos son tradicionalmente utilizados para las comunicaciones inter-IC en la misma tarjeta de cómputo.

En cambio otros formatos como el S/PDIF y el reconocido Ethernet AVB son utilizados para las conexiones de datos desde una PCB a otro destino cableado.

Cada formato con que trabaje el ingeniero desarrollador tiene ventajas, desventajas y se diferencian muchos entre sí, y en caso de que se trabaje con inter- tarjetas y formatos digitales de audio. Al elegir componentes de audio con interfaces digitales incompatibles automáticamente se complica el diseño del sistema y al entender los pros y contras de las diferentes interfaces antes de seleccionar los componentes que habrán de integrar el propio sistema, se ahorran muchos conflictos sobre todo en términos de inversión de tiempo y dinero.

Uno de los formatos más utilizados para transferir datos de audio entre circuitos integrados (ICs) es el denominado Inter-IC Sound, también llamado I-Squared-S ó I-two-S, finalmente nombrada por la comunidad global como I2C. Esta interface lanzada a la industria en 1996 por Philips-NXP Semiconductor, resultó ser la primera herramienta que ofrecía excelentes recursos para los diseñadores y fabricantes de sistemas reproductores de discos compactos y su dispersión hacia otros campos de la industria ha sido enrome, a tal grado que ahora se encuentran en muchos sistemas, principalmente en el desarrollo de interfaces de infoentretenimiento para la industria automotriz.

Otro de los formatos es el denominado I2S, el cual se sirve de 3 líneas de señales para la transferencia de datos asignados para el ‘clocking’ o reloj, ‘bit-clock’ y la línea de datos. Los dos primeros elementos pueden ser generados la recepción o la transmisión en ICs, o bien en con un circuito maestro. Según se muestra en la siguiente ilustración:

Aunque resulta un tanto discordante, algunos circuitos integrados soportan solamente interfaces I2S con un máximo de 32 o 48 bits por cada cuadro de audio. Por ejemplo, uno de los cuidados que aquí debe tener el ingeniero desarrollador es asegurarse él mismo que los dispositivos receptores de tal sistema con sus respectivas conexiones tienen la capacidad de soportar esos niveles de bits.

Entre las interfaces digitales con más promesa en la industria electrónica en general se encuentran aquellas que no más de dos décadas fueron liberadas a la industria, como el I2C y el I2S, formatos que sin lugar a dudas ayudan a los ingenieros desarrolladores de sistemas de audio a elevar el rendimiento de sus proyectos.

Debutan chips ultra eficientes para unidades de Estado Sólido

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La compañía Lattice Semiconductor Corp., presentó su nueva gama de chips Power Manager II que administra inteligentemente el consumo de energía en unidades de Estado Sólido, asegurando la operatividad del sistema y previniendo la pérdida de datos.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

La compañía Lattice Semiconductor dio a conocer su nueva gama de chips para la administración inteligente de unidades de Estado Sólido, específicamente para dispositivos de almacenamiento de datos.

Se trata de la familia Power Manager II cuyos atributos permiten elevar el control del sistema para disipar la energía de las unidades de Estado Sólido. Para esto, el chip integra una arquitectura CPLD (dispositivos lógicos programables complejos) para funciones de configuración, y bajo este mismo aspecto la tecnología de Lattice en este chip permite un monitoreo de voltaje con 0.7% de precisión.

De acuerdo a la compañía, Power Manager II previene además la pérdida de datos cuando existen fallas en el voltaje de entrada, pues se sirve de un capacitor en chip que suministra energía suplementaria mientras que los datos están siendo almacenados en memoria Flash, de esta manera el aseguramiento informativo se refuerza considerablemente.

El chip integra además circuitos de carga de electricidad y capacitores especializados que en conjunto generan la habilidad del chip para administrar la energía. El informe de la compañía señala que en el caso de aquellos diseños que utilizan capacitores de Tantalio, se puede eliminar cualquier necesidad de convertidores de voltaje.

En esta gama de Lattice se involucran otros miembros de la familia como lo son el POWR607 para controlar hasta 6 dispositivos SSD portátiles con unidades integradas MOSFET de alto voltaje y su contraparte POWR1014 y el POWR1220, ambos están dirigidos a trabajar en proyectos empresariales y SSDs-PCI Express.

En el caso específico del POWR1220 su implementación corre a cargo de una gran variedad de aplicaciones que suelen administrar arriba de 12 V y controlar MOSFETs.

Linux se convierte en el objetivo comercial de IBM

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Para reforzar su mercado la compañía hizo el lanzamiento de su solución PowerLinux enfocado a optimizar los sistemas desarrollados sobre Linux para hacerlos más eficientes energéticamente.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

La firma International Business Machine (IBM) presentó su nueva propuesta comercial dirigida al desarrollo de sistemas basados en Linux.

Se trata de la solución PowerLinux que se compone al mismo tiempo de los elementos ‘PureFlex’ y ‘Power Systems’ con los que la compañía pretende ofrecer recursos adicionales para aquellos ingenieros enrolados actualmente en el diseño y desarrollo de sistemas tecnológicos basados en la plataforma Linux.

De acuerdo al informe de prensa, la idea de estas dos nuevas herramientas a su entorno PowerLinux, es sacar provecho de la virtualización tecnológica para batir las cargas de trabajo importantes con las que el ingeniero en turno se enfrenta.

Además, IBM sostiene que su plataforma ofrece integración profunda en términos de compatibilidad con el nuevo procesador POWER7 con especificaciones Linux y el cual emplea el software industrial de Red Hat y SUSE para el análisis de grandes cantidades de datos, aplicaciones específicas para la administración de información y servicios infraestructurales de fuente abierta.

El nuevo IBM Power Solutions cuenta con un rasgo comercial que de acuerdo a su fabricante permitirá su adopción incluso para quienes no cuentan con capital desahogado para acceder a esta clase de plataformas. Además de soportar los sistemas relacionados con almacenamiento masivo de información basada en Linux, los elementos PureFlex y PowerSystems están diseñados para suministrar a los usuarios los suficientes recursos para reducir el tiempo de desarrollo y uso de instrumentos adicionales que como resultado final elevan los costos.

El perfil de la nueva plataforma permite incrementar el funcionamiento de los sistemas a comparación de otras plataformas x86 similares en precio.

“Nuestras pruebas han mostrado excelentes resultados en rendimiento para los software Zuchetti de recursos humanos y ERP que se ejecutan en el nuevo PowerLinux Systems – un mejoramiento de al menos el 40% comprado con los equipos Linux basados en Intel x86”, comentó en un comunicado Alberto Cazzulani, Gerente de Servicios y de la Unidad de Tecnología para el Grupo Zucchetti. El informe de IBM subraya que este grupo empresarial posee un portafolio de clientes conformado por aproximadamente 85 mil entidades y posee más de 450 mil oficinas a nivel internacional.

El comunicado también explica a manera de ejemplo que al hacer uso de las herramientas de IBM de bajo costo para el entorno Linux, el usuario puede además implementar el instrumento PowerVM para virtualizar los sistemas, con lo cual los usuarios obtienen mayor valor agregado a un menor costo.

De acuerdo a IBM al reemplazar los servidores x86 basados en Windows con los sistemas PowerLinux, y al utilizar las aplicaciones de fuente abierta, los clientes podrían ahorrar importantes sumas de dinero y al mismo tiempo reducir o eliminar los tradicionales y tan costosos software que involucran la compra de licencias y la actualización de los paquetes.

“Con PowerLinux, IBM ha producido un esfuerzo consciente para reducir los precios a los clientes que han optado por tomar ventaja de los entornos POWER para ejecutar Linux”, dijo por su lado Andy Lin, Consultor de Soluciones para Mark III Systems. “Así que ahora los clientes que probablemente no se habrían acercado a los sistemas IBM están diciendo: ‘Esto es realmente una buena idea – esto es muy atractivo para nosotros’. Eso no sólo representa una oportunidad para el crecimiento de IBM, sino también para IBM Premier Business Partner; es una tremenda oportunidad para Mark III Systems también”, puntualizó.

Es importante reconocer que desde hace 11 años, IBM ha sido atraída comercialmente por el segmento de Linux, y desde entonces ha invertido millonarias cantidades para materializar herramientas que optimicen y al mismo tempo promuevan el uso de aplicaciones basadas en este ambiente de desarrollo.

Hoy en día IBM se encuentra entre los principales contribuidores comerciales del código Linux de acuerdo a la Fundación Linux. A su vez Linux continúa siendo un componente fundamental para la unidad de negocios de IBM, tanto para hardware embebido, servicios y desarrollo interno.

“PowerLinux Solutions significa un compromiso fuerte para la comunidad Linux –no sólo para IBM sino para nuestros proveedores también-. Nuestras cercanas relaciones con RedHat y SUSE permiten a IBM y a su proveedores entregar un stock de software que está construido en la verdadera definición de Linux”, añade el informe complementario de IBM.

En el caso de los servidores PowerLinux Solution Editions de IBM, están construidos sobre los sistemas POWER7 equipados con dos sockets y más de 16 núcleos. El costo de los servidores ha sido diseñado para trabajar a la par en términos de precios con los servidores x86, y al mismo tiempo ofrece un gran rendimiento, mayor utilización y muy buena disponibilidad.

Lo anterior se debe al método de virtualización de tecnología que promueve en su aplicación y que forma parte de la solución PowerLinux.

Beneficios del PowerLinux

- Reduce los costos TI al mejorar la identificación de problemas más rápido, mejorar la localización y resolución de los problemas.
- Mejora la disponibilidad del sistema con un control proactivo de los componentes clave y los recursos del sistema.
- Simplifica la administración con una única interfaz de usuario intuitiva que constantemente administra los recursos de servidores físicos y virtuales en comparación con el uso de múltiples productos puntuales inconexas.
- Gestión de ciclo de vida de la máquina virtual basada en Linux.

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