Artículo

Caracterización de Filtros Digitales en Tiempo Real para Computadoras Digitales

Characterization of Real Time Digital Filters to Digital Computers

J. J. Medel, Pedro Guevara López y Alberto Flores Rueda

Laboratorio de Electrónica, Centro de Investigación en Computación – IPN C. P. 07738 México D. F., E–mails: jjmedelpollux.cic.ipn.mx ; guevarapollux.cic.ipn.mx ; aflores@pollux.cic.ipn.mx

Artículo recibido en enero 21, 2004
Aceptado en febrero 23, 2004

Resumen

La clase de Filtros Digitales que interactúa con procesos dinámicos, y que emite respuestas de alta calidad, con restricciones de tiempo y de sincronía en forma crítica se les conocerá como FDTR (Filtros Digitales en Tiempo Real). En este artículo se desarrollarán los siguientes temas:

a) Estado del arte sobre Teoría de Filtrado, teoría de Tiempo Real y teoría de filtrado en Tiempo Real,

b) Conceptos teóricos que permitan describir a un FDTR a través de sus propiedades locales y globales,

c) Los aspectos de implementación de un FDTR para estimar los parámetros de un sistema real a través del modelo de un motor de C.C. Presentando un análisis exhaustivo de las tareas concurrentes, de las restricciones de precedencia y de los tiempos dentro de una PC.

Palabras clave: Filtro digital, sincronía, Tiempo Real, tarea, intervalo, convergencia.

Abstract

Digital Filters that interact with dynamic process, produce high quality responses with synchrony and time constraints in critical form. This kind of filters have been known as RTDF (Real–time Digital Filters). This paper explain the next topics:

a) Art of state about Filters theory, Real–time theory and Real–time Digital Filter theory.

b) Development of theoretical concepts to describe local and global properties of RTDF.

c) Implementation of RTDF like as parameter estimator of a D. C. motor. Including an exhaustive analysis of concurrent tasks, precedence constraints and timing constraints in a PC.

Keywords: Digital filter, synchrony, Real–time, tasks, convergence.

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Referencias

1. Ash R. "Real Analysis and Probability", Ed. Academic Press, USA, 1970.        [ Links ]

2. Baras J. "Symbolic and numeric Real–time signal processing", Technical Report University of Maryland, USA 1999, pp 226.        [ Links ]

3. Burns A., Wellings A. "Real–time systems and programming languages". University of York, Addison Wesley, 1997.        [ Links ]

4. Buttazzo G. "Hard real–time computing systems". Scuola Superiore S. Anna, Kluwer Academic Publishers, 1997.        [ Links ]

5. Caines P. "Linear Stochastic Systems". Ed. Wiley, Canada, 1986.        [ Links ]

6. Chui C., Chen G. "Kalman Filtering with Real–time Applications". Ed. Springer, USA 1999.        [ Links ]

7. Cheng D. "Analysis of linear systems" Ed. Addison–Wesley USA 1961.        [ Links ]

8. De la Puente J. A. "Introducción a los Sistemas en Tiempo Real" Universidad Politécnica de Madrid, 2000.        [ Links ]

9. Fan, H., y Nayeri, M., ''Stability of some system identification techniques for underparametrized IIR adaptive filters'', IEEE Transaction on Circuits and Systems, v2., 1989, pp 1748 – 1751.        [ Links ]

10. Grewal M. and Andrews A. "Kalman filtering, theory and practice". Prentice Hall information and system sciences series. USA 1993.        [ Links ]

11. Gnedenko, B. V., "The Theory of Probability", Ed. Chelsea Publising Company, USA, 1962.         [ Links ]

12. Gray D. "Introduction to the formal design of Real–Time Systems", Ed. Springer, UK 1999.        [ Links ]

13. Guevara P., Medel J. J. "Introducción a los sistemas en tiempo real". Publicado por la editorial Politécnico, octubre de 2003, tiraje de 1000 ejemplares. Registro de Derechos de Autor 03–2003–012912240400–01.        [ Links ]

14. Gustafsson F. "Adaptive filtering and change detection". Ed. John Wiley & Sons, LTD, Linkoping University Sweden 2000.        [ Links ]

15. Haykin S. "Adaptive filter theory". Prentice Hall information and system sciences series, USA, 1991.        [ Links ]

16. Heitmeyer C., Mandrioli D. "Formal Methods for Real–Time Computing" Ed. Wiley, England 1996.        [ Links ]

17. Jordan Chares, "Calculus of Finite Differences" Chelsea Pubishing Company, New York.        [ Links ]

18. Kailath T. "Linear Systems", Prentice Hall, USA 1980.        [ Links ]

19. Krten R. "Getting started with QNX 4", PARSE Software Devices, Canada 1998.        [ Links ]

20. Kuo B. C. "Sistemas de control automático". Prentice Hall 7ª edición, México, 1996.        [ Links ]

21. Ifeachor E., Jervis B. "Digital Signal Processing". Addison–Wesley. USA 1993.        [ Links ]

22. Liu J. "Real–time Systems" Ed. Prentice Hall USA 2000.        [ Links ]

23. Liu C., Layland J. "Scheduling algorithms for multiprogramming in hard–real–time environment". Journal of the ACM, Vol. 20, No. 4, USA 1982.        [ Links ]

24. Martín J. "Design Real–time computer systems", Ed. Diana México 1980.        [ Links ]

25. Medel J. J. "Análisis de dos métodos de estimación para sistemas lineales estacionarios e invariantes en el tiempo con perturbaciones correlacionadas con el estado observable del tipo: Una entrada una salida" Computación y sistemas volumen 6 número 1, México 2002.        [ Links ]

26. Medel J. J., y Poznyak A. S., "Adaptive Tracking for DC– derivate motor Based on Matriz Forgetting", Computación y Sistemas, pp. 201–217, 2001.        [ Links ]

27. Medel J. J., Guevara P. y Flores A. "Constraints for Real–time Digital Filters". Automatic Control and Computer Sciences AVT No. 5 pages 63–69 ISSN 0132–4160, September 2003, (ISI), Rusia (2003).        [ Links ]

28. Nyquist H. "Certain Topics in Telegraph Transmission Theory". AIEE Transactions, USA 1928.         [ Links ]

29. Papoulis A., Bertrán M. "Sistemas y circuitos", Ed. Marcombo, 1ª edición, España 1989.        [ Links ]

30. Ramamritham K., Stankovic J. "Scheduling algorithms and operating systems support for real–time systems". Proceedings of the IEEE, USA 1994.         [ Links ]

31. Rudín W. "Análisis real y complejo". Universidad de Wisconsin, McGraw Hill.        [ Links ]

32. Söderström, T., and Estoica, P., "Systems Identification", Prentice Hall International, Hemal, Hempstead, Hertfordshire, England, 1988a.        [ Links ]

33. Söderström, T., y Estoica, P., ''On Some System Identification Techniques for Adaptive Filtering'', IEEE Transaction of Circuits and Systems, vol.35, Iss. 4, 1988b, pp. 457 – 461.        [ Links ]

34. Stankovic J. "Real–time Computing". Technical Report, University of Massachusetts, 1992.         [ Links ]

35. QNX Real–time Operating Systems, http://www.qnx.com Canada 2001.        [ Links ]

36. Vicuña R., Guevara P. "Elaboración de Administradores de Recursos en QNX para aplicaciones en Sistemas en Tiempo Real", Informe Técnico serie azul CIC–IPN México 2001.        [ Links ]

37. Wei, R. and Kumar, P. R., ''Stochastic adaptive prediction and model reference control'', IEEE Transaction on Automatic Control, v. 39, Iss. 10, 1994, pp. 2047 – 2060.        [ Links ]

38. Young, S., "Real Time Languages Desing and Developments'', Ellis Horwood, USA, 1982.        [ Links ]