MICROPROCESADOR
El microprocesador o micro es un circuito integrado que contiene todos los elementos de una "unidad central de procesamiento" o CPU (por sus siglas en inglés; Central Process Unit). En la actualidad en el interior de este componente electrónico existen millones de transistores integrados. Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado zócalo (en inglés, socket). También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa madre. Aparecieron algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo no tuvo mucho éxito. Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el microprocesador y el sistema de enfriamiento, que comúnmente es un ventilador (cooler). El microprocesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma flotante.
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Controlador lógico programable (PLC)
Los CLP o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial.
Su historia se remonta a finales de la década de 1960 cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.
Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral derivativo (PID).
Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informaticos y electronicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram)que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre si.
En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación mutiprotocolos que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.
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PC INDUSTRIAL
Un pc industrial es una computadora diseñada para trabajar en ambientes como por ejemplo industrias donde las condiciones del lugar son extramadamente fuertes como temperaturas a alto o bajo grado , estan hechas para que puedan soportar el polvo y los cambios fuertes de temperatura sin que se vaya a ver afectado su funcionamiento y su sistema operativo es diseñado unicamente para trabajos correspondientes a la industria
PC industrial creado para un funcionamiento continuo en los entornos industriales más exigentesEl PC industrial DyaloX se ha diseñado para ofrecer un rendimiento excepcional funcionando continuamente a lo largo de su vida útil.CPU Intel Celeron a 1,3 GHz de tipo industrialAlmacenamiento de disco en estado sólido de 1 GBRefrigeración por disipador de calor sin ventilador para ofrecer mayor fiabilidad
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REDES INDUSTRIALES
Las redes de comunicaciones industriales deben su origen a la fundación FieldBus (Redes de campo). La fundación FieldBus, desarrollo un nuevo protocolo de comunicación, para la medición y control de procesos donde todos los instrumentos puedan comunicarse en una misma plataforma.Las comunicaciones entre los instrumentos de proceso y el sistema de control se basan principalmente en señales analógicas (neumáticas de 3 a 15 psi en las válvulas de control y electrónicas de 4 a 20 mA cc). Pero ya existen instrumentos digitales capaces de manejar gran cantidad de datos y guardarlos históricamente; su precisión es diez veces mayor que la de la señal típica de 4-20 mA cc. En vez de transmitir cada variable por un par de hilos, transmiten secuencialmente las variables por medio de un cable de comunicaciones llamado bus.Ventajas de un bus de campo:- El intercambio puede llevar a cabo por medio de un mecanismo estándar. - Flexibilidad de extensión. - Conexión de módulos diferentes en una misma línea. - Posibilidad de conexión de dispositivos de diferentes procedencias. - Distancias operativas superiores al cableado tradicional. - Reducción masiva de cables y costo asociado. - Simplificación de la puesta en servicio.Desventajas de un bus de campo:- Necesidad de conocimientos superiores. - Inversión de instrumentación y accesorios de diagnóstico. - Costos globales inicialmente superiores.CLASIFICACION DE LAS REDES INDUSTRIALES:Si se clasifican las redes industriales en diferentes categorías basándose en la funcionalidad, se hará en:Buses Actuadores y Sensores :Inicialmente es usado un sensor y un bus actuador en conexión simple, dispositivos discretos con inteligencia limitada, como un foto sensor, un switch limitador o una válvula solenoide, controladores y consolas terminales.Buses de Campo y Dispositivos:Estas redes se distinguen por la forma como manejan el tamaño del mensaje y el tiempo de respuesta. En general estas redes conectan dispositivos inteligentes en una sola red distribuida.(Delta V de Emmerson)Estas redes ofrecen altos niveles de diagnóstico y capacidad de configuración, generalmente al nivel del poder de procesamiento de los dispositivos más inteligentes. Son las redes más sofisticadas que trabajan con control distribuido real entre dispositivos inteligentes, tal es el caso de FIELDBUS FOUNDATION.BENEFICIOS DE UNA RED INDUSTRIAL:- Reducción de cableado (físicamente) - Dispositivos inteligentes (funcionalidad y ejecución) - Control distribuido (Flexibilidad) - Simplificación de cableado de las nuevas instalaciones - Reducción de costo en cableado y cajas de conexión - Aplicable a todo tipo de sistema de manufactura - Incremento de la confiabilidad de los sistemas de producción - Optimización de los procesos existentes.
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Control numérico por computadora (CNC)
Se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) (también Control Numérico Continuo Continuos Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. Para maquinar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.Entre las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC se encuentran las de torneado y de fresado. Sobre la base de esta combinación es posible generar la mayoría (si no son todas) las piezas de industria.Este es, sin duda, uno de los sistemas que ha revolucionado la fabricación de todo tipo de objetos, tanto en la industria metalúrgica como en muchos otros ámbitos productivos.
Aplicaciones:
Aparte de aplicarse en las [máquinas-herramienta] para modelar metales, el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc. La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar enormemente la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. Finalmente, el uso de CNC incide favorablemente en los costos de producción al propiciar la baja de costes de fabricación de muchas máquinas, manteniendo o mejorando su calidad.
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Diseño asistido por computador (CAD)
es el uso de una amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño/ en sus respectivas actividades. También se llega a encontrar denotado con una adicional "Dc=0" en las siglas CADD, diseño y bosquejo asistido por computadora.
El diseño asistido por computadora remoto es, además, la herramienta principal para la creación de entidades geométricas e isometricas variables enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de productos y que involucra software y algunas veces hardware especiales.
Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones basadas en vector trigodimensional c=0 baso en teorias elicoeficientes vecotrales dobleses y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y balandos superficies paramétricas. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar y accionar a través de una interfaz gráfica y variable. Permite diseñar en dos o tres dimensiones c=0 mediante geometría y trigonometria alámbrica; esto es, puntos, líneas, arcos,redondeles,serpentinas splines, superficies y sólidos, para obtener un modelo loxc=0
La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como colorusuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica y vectoral. Además pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo de el costepropiedades como , material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestión y produccíon.De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica específica de cada proyecto.
Programas de CAD:
Cabinet Vision SolidArrisBuildersCADDataCADCADKEYCYCASAutoCAD, Autodesk Inventor, AutosketchCATIATekla StructuresPro/EngineerMicrostationIntelliCADQCadRhinoceros 3DSolid EdgeSolidWorksUnigraphics, NX4ArchiCADPaint
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Memoria de contenido direccionable (CAM)
La memoria de contenido direccionable (CAM, en inglés), es un tipo de memoria de computador empleada en determinadas aplicaciones que requieren velocidades de búsqueda muy elevadas.Al contrario de las memorias estándar (memorias de acceso aleatorio o RAM) en las que el usuario introduce una dirección de memoria y la RAM devuelve los datos almacenados en esa dirección, una CAM está diseñada de manera que el usuario proporciona los datos y la CAM busca en toda la memoria para ver si esos datos están almacenados en alguna posición. Si los datos son encontrados, la CAM devuelve una lista de una o varias direcciones en las que la información fue encontrada (en algunas arquitecturas, también devuelve los propios datos buscados, u otros tipos de información). Es decir, una CAM es la expresión en hardware de lo que en términos de software se denominaría un array asociativo.Puesto que una CAM está diseñada para buscar en toda la memoria mediante una simple operación, es mucho más rápida que la RAM en prácticamente todas las operaciones de búsqueda. En contraprestación, la CAM presenta costes más elevados. Al contrario que un chip de RAM, que tiene celdas de almacenamiento simple, cada bit de memoria en una CAM completamente paralela debe incorporar su propio circuito de comparación asociado para detectar una coincidencia entre el bit guardado y el bit solicitado. Además, las coincidencias detectadas en cada celda de la palabra (word) de datos debe ser combinada para componer la señal de coincidencia de toda la palabra. La circuitería adicional incrementa las dimensiones físicas del chip de CAM, lo que aumenta el coste de producción. Esa circuitería extra también hace crecer el consumo de potencia, ya que cada circuito de comparación se activa en cada clock de reloj. Por todo ello, las CAM sólo se utilizan en aplicaciones específicas en las que la velocidad de búsqueda requerida no puede ser alcanzada con un método menos costoso.Para llegar a diferentes compromisos entre velocidad, coste y tamaño de memoria, algunas implementaciones emulan el funcionamiento de las CAM implementando métodos de búsqueda estándar en árbol o diseños hash en hardware, usando trucos de hardware como replicación o segmentación (pipelining) para mejorar el rendimiento efectivo. Estos diseños son usados frecuentemente en los routers.Otras denominaciones:Las memorias CAM son conocidas bajo otras denominaciones. Entre ellas, se pueden señalar: memorias asociativas , memorias de búsqueda asociativa, memorias de búsqueda paralela, memorias de búsqueda, etc
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DISPOSITIVOS LOGICOS PROGRAMABLES
Clases de Dispositivos Lógicos Programables:* Circuitos integrados a medida:Los Circuitos Integrados a Medida (Full Custom), se diseñan a petición de un cliente para que resuelvan una determinada aplicación. Conllevan un alto coste de desarrollo y su empleo sólo se justifica para volúmenes de producción muy elevados. El tiempo necesario para la construcción de un CI a medida es considerable ya que puede oscilar de unos meses a unos años.*Matrices de puertas:Las Matrices de puertas (Gate Arrays) son pequeños trozos de silicio pendientes de algún proceso de metalización que defina las conexiones entre un importante número de puertas o transistores que poseen en su interior. Las matrices de puertas proporcionan densidades superiores a las 100.000 puertas, con un aprovechamiento del 80 al 90 por 100 para los dispositivos pequeños y del 40 por 100 para los grandes.Los fabricantes de silicio ponen a disposición de sus potenciales clientes abundante documentación sobre estos Gate Arrays, con una serie de macros que pueden utilizar de forma inmediata y otras que pueden construirse ellos mismos. Los macros son agrupaciones de un número de células básicas que realizan funciones comunes como; sumadores; puertas NOT, AND, NAND, NOR XOR, etc.; latches y flip-flops S-R, J-K, D; buffer; osciladores; registros, decodificadores, multiplexores, etc.Junto a esta documentación, los fabricantes aportan un software que contabiliza el número de células básicas utilizadas por todas las macros, sugiere el Gate Array adecuado para la aplicación, calcula la potencia disipada por el Gate Array que alojará el diseño del cliente, proporciona información sobre los tiempos de propagación de las señales y permite verificar el funcionamiento del circuito.Una vez superadas todas las etapas previas, el cliente envía la documentación generada al fabricante para que éste ultime los procesos de metalización y fabrique un primer prototipo. El diseño con Gate Arrays puede durar semanas o meses. Requiere un volumen alto de circuitos para justificar sus costes.*Células normalizadas:Las células normalizadas (Standard Cell) son, en cierta forma, similares a las matrices de puertas. Su principal ventaja sobre ellas es que en lugar de trabajar con simples puertas o transistores, se dispone de colecciones de diferentes partes de circuitos que han sido depurados (puertas lógicas, circuitos MSI, RAM estáticas, ficheros de registro, etcétera). El usuario tiene que ensamblar estos circuitos, verificarlos y finalmente enviar documentación al fabricante de silicio para el desarrollo del primer prototipo. A pesar del concepto de célula normalizada, los períodos y los costes de desarrollo son superiores a los de las matrices de puertas.En las matrices de puertas sólo hay que realizar la máscara final que define las conexiones entre las puertas, mientras que en las células normalizadas, hay que realizar máscaras para todos los procesos de producción de los CI. Una vez más, el volumen de fabricación deberá ser los suficientemente alto como para amortizar la inversión económica realizada en el desarrollo.*FPICs:Los FPICs son chips programables por el usuario mediante programadores comerciales. El término FPIC también incluye a los CI no destinados a las aplicaciones lógicas. Son las memorias, los microcontroladores, los PLD (Programmable Logic Device), las FPGA (Field Programmable Gate Array) y los ASPLD (Aplication Specific Programmable Logic Devices).Los FPIC ofrecen soluciones de bajo coste, de tiempo de desarrollo corto y con menor riesgo que los circuitos a medida, las matrices de puertas y las células normalizadas.*PLDs:Los PLDs (Programmable Logic Devices) son pequeñas ASICs configurables por el usuario capaces de realizar una determinada función lógica. La mayoría de los PLD consisten en una matriz de puertas AND seguida de otra matriz de puertas OR. Mediante esta estructura, puede realizarse cualquier función como suma de términos productos.Aunque las memorias PROM, EPROM y EEPROM son PLDs, muchas veces se las excluye de esta denominación debido a que su contenido se define utilizando elementos de desarrollo propios de microprocesadores, tales como; ensambladores, emuladores y lenguajes de programación de alto nivel. Otras veces, cuando estas memorias se usan para realizar una función lógica y no para guardar un programa de un microprocesador, se las incluye dentro del término PLD.*ASPLDs:Los ASPLDs (Application Specific Programmable Logic Devices) son PLDs diseñados para realizar funciones especificas como, decodificadores de alta velocidad, secuenciadores, interfaces para buses particulares, periféricos programables para microprocesadores, etc.Partes del ASPLD son programables permitiendo la adaptación del circuito a una aplicación determinada, pero manteniendo su función básica; así, por ejemplo, un decodificador lo personaliza el usuario, pero sigue siendo un decodificador. Estos circuitos están muy optimizados para la función para la que han sido diseñados. Los decodificadores sólo tienen un término producto, carecen de puertas OR y resultan por consiguiente muy rápidos; por otro lado, los circuitos de interface para buses normalmente tienen un Fan-Out elevado.*FPGAs:Las FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) contienen bloques lógicos relativamente independientes entre sí, con una complejidad similar a un PLD de tamaño medio. Estos bloques lógicos pueden interconectarse, mediante conexiones programables, para formar circuitos mayores. Existen FPGAs que utilizan pocos bloques grandes (Pluslogic, Altera y AMD) y otras que utilizan muchos bloques pequeños (Xilinx, AT&T, Plessey, Actel).A diferencia de los plds, no utilizan arquitectura de matriz de puertas AND seguida de la matriz de puertas OR y necesitan un proceso adicional de ruteado del que se encarga un software especializado.La primera FPGA la introdujo Xilinx en el año 1985. La programación de las FPGAs de Xilinx basadas en RAM estática es diferente a la programación de los PLDs. Cada vez que se aplica la tensión de alimentación, se reprograma con la información que lee desde una PROM de configuración externa a la FPGA. Una FPGA basada en SRAM (RAM estática) admite un número ilimitado de reprogramaciones sin necesidad de borrados previos.En general la complejidad de una FPGA es muy superior a la de un PLD. Los PLD tienen entre 100 y 2000 puertas, las FPGAs tienen desde 1200 a 20.000 puertas y la tendencia es hacia un rápido incremento en la densidad de puertas. El número de flip-flops de las FPGA generalmente supera al de los PLD. Sin embargo, la capacidad de la FPGA para realizar lógica con las entradas suele ser inferior a la de los PLD. Por ello: "los diseños que precisan lógica realizada con muchas patillas de entrada y con pocos flip-flops, pueden realizarse fácilmente en unos pocos PLDs, mientras que en los diseños en los que intervienen muchos registros y no se necesita generar combinaciones con un elevado número de entradas, las FPGAs pueden ser la solución óptima".
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Controlador lógico programable (PLC)
Los CLP o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial.
Su historia se remonta a finales de la década de 1960 cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.
Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral derivativo (PID).
Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informaticos y electronicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram)que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre si.
En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación mutiprotocolos que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.
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PC INDUSTRIAL
Un pc industrial es una computadora diseñada para trabajar en ambientes como por ejemplo industrias donde las condiciones del lugar son extramadamente fuertes como temperaturas a alto o bajo grado , estan hechas para que puedan soportar el polvo y los cambios fuertes de temperatura sin que se vaya a ver afectado su funcionamiento y su sistema operativo es diseñado unicamente para trabajos correspondientes a la industria
PC industrial creado para un funcionamiento continuo en los entornos industriales más exigentesEl PC industrial DyaloX se ha diseñado para ofrecer un rendimiento excepcional funcionando continuamente a lo largo de su vida útil.CPU Intel Celeron a 1,3 GHz de tipo industrialAlmacenamiento de disco en estado sólido de 1 GBRefrigeración por disipador de calor sin ventilador para ofrecer mayor fiabilidad
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REDES INDUSTRIALES
Las redes de comunicaciones industriales deben su origen a la fundación FieldBus (Redes de campo). La fundación FieldBus, desarrollo un nuevo protocolo de comunicación, para la medición y control de procesos donde todos los instrumentos puedan comunicarse en una misma plataforma.Las comunicaciones entre los instrumentos de proceso y el sistema de control se basan principalmente en señales analógicas (neumáticas de 3 a 15 psi en las válvulas de control y electrónicas de 4 a 20 mA cc). Pero ya existen instrumentos digitales capaces de manejar gran cantidad de datos y guardarlos históricamente; su precisión es diez veces mayor que la de la señal típica de 4-20 mA cc. En vez de transmitir cada variable por un par de hilos, transmiten secuencialmente las variables por medio de un cable de comunicaciones llamado bus.Ventajas de un bus de campo:- El intercambio puede llevar a cabo por medio de un mecanismo estándar. - Flexibilidad de extensión. - Conexión de módulos diferentes en una misma línea. - Posibilidad de conexión de dispositivos de diferentes procedencias. - Distancias operativas superiores al cableado tradicional. - Reducción masiva de cables y costo asociado. - Simplificación de la puesta en servicio.Desventajas de un bus de campo:- Necesidad de conocimientos superiores. - Inversión de instrumentación y accesorios de diagnóstico. - Costos globales inicialmente superiores.CLASIFICACION DE LAS REDES INDUSTRIALES:Si se clasifican las redes industriales en diferentes categorías basándose en la funcionalidad, se hará en:Buses Actuadores y Sensores :Inicialmente es usado un sensor y un bus actuador en conexión simple, dispositivos discretos con inteligencia limitada, como un foto sensor, un switch limitador o una válvula solenoide, controladores y consolas terminales.Buses de Campo y Dispositivos:Estas redes se distinguen por la forma como manejan el tamaño del mensaje y el tiempo de respuesta. En general estas redes conectan dispositivos inteligentes en una sola red distribuida.(Delta V de Emmerson)Estas redes ofrecen altos niveles de diagnóstico y capacidad de configuración, generalmente al nivel del poder de procesamiento de los dispositivos más inteligentes. Son las redes más sofisticadas que trabajan con control distribuido real entre dispositivos inteligentes, tal es el caso de FIELDBUS FOUNDATION.BENEFICIOS DE UNA RED INDUSTRIAL:- Reducción de cableado (físicamente) - Dispositivos inteligentes (funcionalidad y ejecución) - Control distribuido (Flexibilidad) - Simplificación de cableado de las nuevas instalaciones - Reducción de costo en cableado y cajas de conexión - Aplicable a todo tipo de sistema de manufactura - Incremento de la confiabilidad de los sistemas de producción - Optimización de los procesos existentes.
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Control numérico por computadora (CNC)
Se considera de Control Numérico por Computador, también llamado CNC (en inglés Computer Numerical Control) (también Control Numérico Continuo Continuos Numerical Control) a todo dispositivo capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas de forma totalmente automática a partir de informaciones numéricas en tiempo real. Para maquinar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.Entre las operaciones de maquinado que se pueden realizar en una máquina CNC se encuentran las de torneado y de fresado. Sobre la base de esta combinación es posible generar la mayoría (si no son todas) las piezas de industria.Este es, sin duda, uno de los sistemas que ha revolucionado la fabricación de todo tipo de objetos, tanto en la industria metalúrgica como en muchos otros ámbitos productivos.
Aplicaciones:
Aparte de aplicarse en las [máquinas-herramienta] para modelar metales, el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc. La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar enormemente la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. Finalmente, el uso de CNC incide favorablemente en los costos de producción al propiciar la baja de costes de fabricación de muchas máquinas, manteniendo o mejorando su calidad.
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Diseño asistido por computador (CAD)
es el uso de una amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño/ en sus respectivas actividades. También se llega a encontrar denotado con una adicional "Dc=0" en las siglas CADD, diseño y bosquejo asistido por computadora.
El diseño asistido por computadora remoto es, además, la herramienta principal para la creación de entidades geométricas e isometricas variables enmarcadas dentro de procesos de administración del ciclo de vida de productos y que involucra software y algunas veces hardware especiales.
Los usos de estas herramientas varían desde aplicaciones basadas en vector trigodimensional c=0 baso en teorias elicoeficientes vecotrales dobleses y sistemas de dibujo en 2 dimensiones (2D) hasta modeladores en 3 dimensiones (3D) a través del uso de modeladores de sólidos y balandos superficies paramétricas. Se trata básicamente de una base de datos de entidades geométricas (puntos, líneas, arcos, etc.) con la que se puede operar y accionar a través de una interfaz gráfica y variable. Permite diseñar en dos o tres dimensiones c=0 mediante geometría y trigonometria alámbrica; esto es, puntos, líneas, arcos,redondeles,serpentinas splines, superficies y sólidos, para obtener un modelo loxc=0
La base de datos asocia a cada entidad una serie de propiedades como colorusuario, capa, estilo de línea, nombre, definición geométrica, etc., que permiten manejar la información de forma lógica y vectoral. Además pueden asociarse a las entidades o conjuntos de éstas otro tipo de el costepropiedades como , material, etc., que permiten enlazar el CAD a los sistemas de gestión y produccíon.De los modelos pueden obtenerse planos con cotas y anotaciones para generar la documentación técnica específica de cada proyecto.
Programas de CAD:
Cabinet Vision SolidArrisBuildersCADDataCADCADKEYCYCASAutoCAD, Autodesk Inventor, AutosketchCATIATekla StructuresPro/EngineerMicrostationIntelliCADQCadRhinoceros 3DSolid EdgeSolidWorksUnigraphics, NX4ArchiCADPaint
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Memoria de contenido direccionable (CAM)
La memoria de contenido direccionable (CAM, en inglés), es un tipo de memoria de computador empleada en determinadas aplicaciones que requieren velocidades de búsqueda muy elevadas.Al contrario de las memorias estándar (memorias de acceso aleatorio o RAM) en las que el usuario introduce una dirección de memoria y la RAM devuelve los datos almacenados en esa dirección, una CAM está diseñada de manera que el usuario proporciona los datos y la CAM busca en toda la memoria para ver si esos datos están almacenados en alguna posición. Si los datos son encontrados, la CAM devuelve una lista de una o varias direcciones en las que la información fue encontrada (en algunas arquitecturas, también devuelve los propios datos buscados, u otros tipos de información). Es decir, una CAM es la expresión en hardware de lo que en términos de software se denominaría un array asociativo.Puesto que una CAM está diseñada para buscar en toda la memoria mediante una simple operación, es mucho más rápida que la RAM en prácticamente todas las operaciones de búsqueda. En contraprestación, la CAM presenta costes más elevados. Al contrario que un chip de RAM, que tiene celdas de almacenamiento simple, cada bit de memoria en una CAM completamente paralela debe incorporar su propio circuito de comparación asociado para detectar una coincidencia entre el bit guardado y el bit solicitado. Además, las coincidencias detectadas en cada celda de la palabra (word) de datos debe ser combinada para componer la señal de coincidencia de toda la palabra. La circuitería adicional incrementa las dimensiones físicas del chip de CAM, lo que aumenta el coste de producción. Esa circuitería extra también hace crecer el consumo de potencia, ya que cada circuito de comparación se activa en cada clock de reloj. Por todo ello, las CAM sólo se utilizan en aplicaciones específicas en las que la velocidad de búsqueda requerida no puede ser alcanzada con un método menos costoso.Para llegar a diferentes compromisos entre velocidad, coste y tamaño de memoria, algunas implementaciones emulan el funcionamiento de las CAM implementando métodos de búsqueda estándar en árbol o diseños hash en hardware, usando trucos de hardware como replicación o segmentación (pipelining) para mejorar el rendimiento efectivo. Estos diseños son usados frecuentemente en los routers.Otras denominaciones:Las memorias CAM son conocidas bajo otras denominaciones. Entre ellas, se pueden señalar: memorias asociativas , memorias de búsqueda asociativa, memorias de búsqueda paralela, memorias de búsqueda, etc
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DISPOSITIVOS LOGICOS PROGRAMABLES
Clases de Dispositivos Lógicos Programables:* Circuitos integrados a medida:Los Circuitos Integrados a Medida (Full Custom), se diseñan a petición de un cliente para que resuelvan una determinada aplicación. Conllevan un alto coste de desarrollo y su empleo sólo se justifica para volúmenes de producción muy elevados. El tiempo necesario para la construcción de un CI a medida es considerable ya que puede oscilar de unos meses a unos años.*Matrices de puertas:Las Matrices de puertas (Gate Arrays) son pequeños trozos de silicio pendientes de algún proceso de metalización que defina las conexiones entre un importante número de puertas o transistores que poseen en su interior. Las matrices de puertas proporcionan densidades superiores a las 100.000 puertas, con un aprovechamiento del 80 al 90 por 100 para los dispositivos pequeños y del 40 por 100 para los grandes.Los fabricantes de silicio ponen a disposición de sus potenciales clientes abundante documentación sobre estos Gate Arrays, con una serie de macros que pueden utilizar de forma inmediata y otras que pueden construirse ellos mismos. Los macros son agrupaciones de un número de células básicas que realizan funciones comunes como; sumadores; puertas NOT, AND, NAND, NOR XOR, etc.; latches y flip-flops S-R, J-K, D; buffer; osciladores; registros, decodificadores, multiplexores, etc.Junto a esta documentación, los fabricantes aportan un software que contabiliza el número de células básicas utilizadas por todas las macros, sugiere el Gate Array adecuado para la aplicación, calcula la potencia disipada por el Gate Array que alojará el diseño del cliente, proporciona información sobre los tiempos de propagación de las señales y permite verificar el funcionamiento del circuito.Una vez superadas todas las etapas previas, el cliente envía la documentación generada al fabricante para que éste ultime los procesos de metalización y fabrique un primer prototipo. El diseño con Gate Arrays puede durar semanas o meses. Requiere un volumen alto de circuitos para justificar sus costes.*Células normalizadas:Las células normalizadas (Standard Cell) son, en cierta forma, similares a las matrices de puertas. Su principal ventaja sobre ellas es que en lugar de trabajar con simples puertas o transistores, se dispone de colecciones de diferentes partes de circuitos que han sido depurados (puertas lógicas, circuitos MSI, RAM estáticas, ficheros de registro, etcétera). El usuario tiene que ensamblar estos circuitos, verificarlos y finalmente enviar documentación al fabricante de silicio para el desarrollo del primer prototipo. A pesar del concepto de célula normalizada, los períodos y los costes de desarrollo son superiores a los de las matrices de puertas.En las matrices de puertas sólo hay que realizar la máscara final que define las conexiones entre las puertas, mientras que en las células normalizadas, hay que realizar máscaras para todos los procesos de producción de los CI. Una vez más, el volumen de fabricación deberá ser los suficientemente alto como para amortizar la inversión económica realizada en el desarrollo.*FPICs:Los FPICs son chips programables por el usuario mediante programadores comerciales. El término FPIC también incluye a los CI no destinados a las aplicaciones lógicas. Son las memorias, los microcontroladores, los PLD (Programmable Logic Device), las FPGA (Field Programmable Gate Array) y los ASPLD (Aplication Specific Programmable Logic Devices).Los FPIC ofrecen soluciones de bajo coste, de tiempo de desarrollo corto y con menor riesgo que los circuitos a medida, las matrices de puertas y las células normalizadas.*PLDs:Los PLDs (Programmable Logic Devices) son pequeñas ASICs configurables por el usuario capaces de realizar una determinada función lógica. La mayoría de los PLD consisten en una matriz de puertas AND seguida de otra matriz de puertas OR. Mediante esta estructura, puede realizarse cualquier función como suma de términos productos.Aunque las memorias PROM, EPROM y EEPROM son PLDs, muchas veces se las excluye de esta denominación debido a que su contenido se define utilizando elementos de desarrollo propios de microprocesadores, tales como; ensambladores, emuladores y lenguajes de programación de alto nivel. Otras veces, cuando estas memorias se usan para realizar una función lógica y no para guardar un programa de un microprocesador, se las incluye dentro del término PLD.*ASPLDs:Los ASPLDs (Application Specific Programmable Logic Devices) son PLDs diseñados para realizar funciones especificas como, decodificadores de alta velocidad, secuenciadores, interfaces para buses particulares, periféricos programables para microprocesadores, etc.Partes del ASPLD son programables permitiendo la adaptación del circuito a una aplicación determinada, pero manteniendo su función básica; así, por ejemplo, un decodificador lo personaliza el usuario, pero sigue siendo un decodificador. Estos circuitos están muy optimizados para la función para la que han sido diseñados. Los decodificadores sólo tienen un término producto, carecen de puertas OR y resultan por consiguiente muy rápidos; por otro lado, los circuitos de interface para buses normalmente tienen un Fan-Out elevado.*FPGAs:Las FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) contienen bloques lógicos relativamente independientes entre sí, con una complejidad similar a un PLD de tamaño medio. Estos bloques lógicos pueden interconectarse, mediante conexiones programables, para formar circuitos mayores. Existen FPGAs que utilizan pocos bloques grandes (Pluslogic, Altera y AMD) y otras que utilizan muchos bloques pequeños (Xilinx, AT&T, Plessey, Actel).A diferencia de los plds, no utilizan arquitectura de matriz de puertas AND seguida de la matriz de puertas OR y necesitan un proceso adicional de ruteado del que se encarga un software especializado.La primera FPGA la introdujo Xilinx en el año 1985. La programación de las FPGAs de Xilinx basadas en RAM estática es diferente a la programación de los PLDs. Cada vez que se aplica la tensión de alimentación, se reprograma con la información que lee desde una PROM de configuración externa a la FPGA. Una FPGA basada en SRAM (RAM estática) admite un número ilimitado de reprogramaciones sin necesidad de borrados previos.En general la complejidad de una FPGA es muy superior a la de un PLD. Los PLD tienen entre 100 y 2000 puertas, las FPGAs tienen desde 1200 a 20.000 puertas y la tendencia es hacia un rápido incremento en la densidad de puertas. El número de flip-flops de las FPGA generalmente supera al de los PLD. Sin embargo, la capacidad de la FPGA para realizar lógica con las entradas suele ser inferior a la de los PLD. Por ello: "los diseños que precisan lógica realizada con muchas patillas de entrada y con pocos flip-flops, pueden realizarse fácilmente en unos pocos PLDs, mientras que en los diseños en los que intervienen muchos registros y no se necesita generar combinaciones con un elevado número de entradas, las FPGAs pueden ser la solución óptima".
