Curso de Sistemas Basados en el Conocimiento de la Universidad de Huánuco.

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Universidad de Huánuco
Facultad de Ingeniería de Sistemas e Informática

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Agenda
•Base del Conocimiento
–Lenguajes de Descripción de Hardware
–Circuitos Integrados de Aplicaciones Específicas (ASIC)
•Motor de Inferencia
–Tipos de Datos IEEE
–Arquitecturas de Computadoras
•Medios de Comunicación
–Sensores
–Actuadores

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¿Qué es una YupanaInca? 0

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¿Cual es el Objetivo del Proyecto Yupana?

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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Sistemas de Numeración

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QEI: Codificador de Cuadratura
EncoderRotatorio Incremental
ElEncoderRotatorioesunsensoracopladoaunobjetorotatorio(talcomounejedeunmotor)paramedirlosparámetrosderotacióntalescomoeldesplazamiento,lavelocidad,aceleraciónyánguloderotacióndelsensor.
El Encoderconsta:
•Diodo emisor de Luz (LED)
•Disco giratorio
•Detector de Luz
Funcionamiento:
Cuandoeldiscogiralossegmentosopacosbloqueanlaluz,ycuandoelsegmentoesclaro,laluzpasa;estogenerapulsosdeondacuadrada,loscualespuedenserleídosporunmicrocontroladorparaconocerlavelocidadsabiendodeantemanoladistanciayángulodecadapulsogeneradoporelsensor.

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El Encoderde Cuadratura QEI
ElEncoderrotatoriousualmenteofrecedesde100hasta6000segmentosporrevolución.Estosignificaqueelencoderpuedeproveer3.6°deresoluciónpor100segmentosy0.06°porcada6000segmentos.
Paraindicarelsentidodegiro,seutilizandoscódigosdegrabación,conundesfasajede90°entreAyB,conuntercercanaldesalidaZllamadoniveldereferenciadecruceporcero,quenosdaunpulsoporrevolución.
SiAadelantaaB,larotaciónesenelsentidodelasagujasdereloj;siBadelantaaAlarotaciónesensentidoantihorario.

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EncodersAbsolutos QEICodificación 1X
EncodersIncrementalessolosepuedemedircambiosenlaposición,estoeslavelocidadyaceleración,peronoesposiblemedirlaposiciónabsolutadeunobjeto.
EncodersAbsolutosescapazdedeterminarlaposiciónangulardeunobjeto.EsidénticoalEncoderincrementalperoladiferenciaesqueusamúltiplessegmentosqueformancírculosconcéntricos. Estoscírculosconcéntricosinicianenelcentrodelencoderylossegmentosinternosduplicanalossegmentosexternosdelencoder.
Para realizar las mediciones, se necesita un contador que emite un valor que representa el número de flancos (bajo a alto o viceversa) contados. Los PICs tienen contadores de entrada usualmente Timer 0 y Timer 1 que son utilizadas como contadores de entrada externos. Luego con los flancos contados se calcula la posición, velocidad, aceleración, posición, mediante la decodificación utilizada: X1, X2 o X4.

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EncodersAbsolutos QEICodificación 2X

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Transiciones de Estado del Encoder4X
LadecodificacióndelEncoder4X(A,B)utilizalaCodificaciónGray,cuyacaracterísticaesquesolounbitdelosdosbitspuedecambiardesdecualquiertransicióndeestado.
Apartirdeestosestadossepuedeconocersiesqueelejeestárotandoenformahorariaoantihoraria.

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EncodersAbsolutos QEICodificación 4X
El ángulo de rotación se calcula del siguiente modo:
Angulo de Rotación°= (ValorContador/xN)*360
N: Número de pulsos generados en una revolución por el Encoder;
X: Tipo de Encoder(1, 2 ó4)

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Lenguajes de Descripción de Hardware para Sistemas
Sistemas Causales
Sistemas No Causales
Estáticos
Dinámicos
Estocásticos
Determinísticos
Parámetros Distribuidos
Parámetros Concentrados
No Lineales
Lineales
Continuos
Discretos
Invariantes con el Tiempo
Variantes con el Tiempo
Sistemas
Sistema

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Base del Conocimiento
Lenguajes de Descripción de Hardware
Circuitos Integrados de Aplicaciones Específicas (ASIC)
ABEL
VERILOG
VHDL
YupanaInca

20. Page 20
Lenguajes de Descripción de Hardware

21. Page 21
Lenguajes de Descripción de Hardware

22. Page 22
Arquitectura Básica de un FPGA

23. Page 23
Estructura VHDL

24. Page 24
Estructura de los Bloques Lógicos de un FPGA

25. Page 25
Empaquetaduras de Circuitos Integrados

26. Page 26
Clasificación de los Circuitos Digitales

27. Page 27
Motor de Inferencia
Tipos de Datos IEEE
Arquitecturas de Computadoras
Punto Fijo
Punto Flotante
RISC
CISC
Híbrido

28. Page 28
Tipos de Objetos y Datos en VHDL

29. Page 29
Representación Numérica
•Representación de Punto Fijo [Qm.n]
–Representación de Punto Fijo Entero
–Representación de Punto Fijo Fraccional
•Representación de Punto Flotante
–Representación de Punto Flotante Real
•Formato IEEE 754 32 bits
•Formato IEEE 754 64 bits
Laventajadeusarunarepresentaciónenpuntoflotanteesqueelrangodelosposiblesvaloresesmásamplioquelarepresentacióndelpuntofijo, perolaposicióndelpuntoflotantedebesercalculadoentiempodeprocesamiento.

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Representación de Punto Fijo Entero
PuntoFijode N-bits, representadoen complementoa 2:
X = -bN-12N-1 + bN-22N-2+ … + b020
Dificultaden suusodebidoa posiblesdesbordamiento
En un procesadorde 16-bits, el rangoes:
-32,768 hasta 32,767.
Ejemplo:
200 ×350 = 70000, el cualgenera un desborde!

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Representación de Punto Fijo Fraccional
TambiénllamadoFormatoQ, equivalea un escalamiento
Q representala “Cantidadde bits Fraccionales”
El númerodespúesde Q indicael númerode bits usadopara la parte fraccional.
Q15 esutilizadoen los chips DSPIC de 16-bit, la resoluciónde la fracciónseráde 2^–15 ó 30.518e–6
Q15 significaescalarlopor1/215
Q15 significaunarotacióna la derechade 15 posiciones
Ejemplo: comorepresentar0.2625 en memoria:
Metodo1 (Truncation): INT[0.2625*215]= INT[8601.6] = 8601 = 0010000110011001
Metodo2 (Rounding): INT[0.2625*215+0.5]= INT[8602.1] = 8602 = 0010000110011010

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Representación de Punto Fijo Fraccional con Q15

33. Page 33
Representación en Punto Fijo

34. Page 34
Representación de Punto FlotanteIEEE 754

35. Page 35
Algebra Booleana

36. Page 36
Clasificación de las Expresiones Booleanas

37. Page 37
Clasificación de las Expresiones Booleanas

38. Page 38
Mapa de Karnaugh

39. Page 39
Mapa de Karnaugh

40. Page 40
Mapa de Karnaugh

41. Page 41
Maquinas de Estado

42. Page 42
Maquinas de Estado

43. Page 43
Maquinas de Estado

44. Page 44
Maquinas de Estado

45. Page 45
Medios de Comunicación
Sensores de la YupanaInca
Actuadores de la YupanaInca
Inalámbricos
Cableados
Motores
Interruptores

46. Page 46
Tipos de Interruptores

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Agenda: