MX2011000749A - Optimizacion de operacion de procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o mas filtros digitales. - Google Patents

Optimizacion de operacion de procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o mas filtros digitales.

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MX2011000749A
MX2011000749A MX2011000749A MX2011000749A MX2011000749A MX 2011000749 A MX2011000749 A MX 2011000749A MX 2011000749 A MX2011000749 A MX 2011000749A MX 2011000749 A MX2011000749 A MX 2011000749A MX 2011000749 A MX2011000749 A MX 2011000749A
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MX2011000749A
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Paul J Hays
Craig B Mcanally
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Micro Motion Inc
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Abstract

Se proporciona un método para optimizar la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales, de acuerdo con la invención. El método incluye generar coeficientes de filtro iniciales para uno o más filtros digitales del sistema de procesamiento, determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos y excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales. La exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce un número total de coeficientes de filtro que serán utilizados por el sistema de procesamiento.

Description

OPTIMIZACION DE OPERACION DE PROCESADOR EN UN SISTEMA DE PROCESAMIENTO QUE INCLUYE UNO O MAS FILTROS DIGITALES CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un sistema de procesamiento y más particularmente con una operación de optimización de procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los flujómetros vibratorios típicamente incluyen un sistema de procesamiento que opera a un impulsor para hacer vibrar un montaje de tubo de flujo, recibe señales de sensor de captación en. respuesta, procesa las señales de respuesta de sensor de captación y se comunica con dispositivos externos. El sistema de procesamiento procesa las señales de respuesta del sensor de captación con el fin de generar una o más mediciones, tal como una o más características de flujo. Una o más características de flujo pueden incluir una frecuencia de vibración, una diferencia de fase o una diferencia de tiempo entre las porciones delantera y de retraso del tubo o los tubos de flujo, el caudal de masa, la densidad, viscosidad, presión y otros.
El sistema de procesamiento puede recibir y digitalizar entradas analógicas. La digitalización puede requerir muestreo de una o varia señales analógicas. El REF. 216979 sistema de procesamiento funciona a una velocidad de reloj fija y las muestras de las señales de respuesta de sensor de captación a una velocidad de muestreo fija. De acuerdo con el teorema de Nyquist, la velocidad de muestreo debe ser por lo menos dos veces la frecuencia que se muestre.
Una aplicación de sistema de procesamiento es un flujómetro, tal como un flujómetro vibratorio en donde sistemas de procesamiento recibe señales vibratorias analógicas y determina las características de frecuencia y fase de las señales vibratorias, entre otras cosas. En el pasado, la velocidad de muestreo se ha establecido a una frecuencia suficientemente alta para albergar diversos modelos de flujómetros, que incluyen flujómetros de baja frecuencia y flujómetros de alta frecuencia. Esto se puede realizar por razones económicas, por ejemplo para evitar la fabricación y seguimiento de modelos múltiples de circuitos electrónicos ,de flujómetro. Típicamente, la velocidad de muestreo se ha establecido entre 2,000 hertzios (es decir, 2 kHz) , en donde la mayor parte de los flujómetros vibratorios opera a frecuencias muy por debajo de 1 kHz.
En la técnica anterior, la velocidad del sistema de procesamiento generalmente no es una preocupación. El sistema de procesamiento de la técnica anterior típicamente se selecciona para durabilidad y capacidad. Si el sistema de procesamiento tiene una velocidad de reloj suficientemente elevada, el sistema de procesamiento será capaz de procesar adecuadamente muestras a 2 kHz con el fin de generar una o más características de flujo (y puede ser capaz de realizar procesamiento adicional y funciones de comunicaciones y control) . La velocidad de reloj y la velocidad de muestreo de los circuitos electrónicos del flujómetro generalmente se configuran para aplicabilidad amplia y por lo tanto se han seleccionado para exceder de manera significativa las velocidades de vibración del flujómetro. El consumo de energía del sistema de procesamiento no ha sido una preocupación en la técnica anterior y por lo tanto ha sido una práctica aceptable establecer una velocidad de muestreo generosa .
El inconveniente al utilizar una velocidad de muestreo elevada es que requiere una velocidad de reloj de sistema de procesamiento elevada. La elevada velocidad del reloj a su vez obliga a un consumo de energía mayor.
En algunas aplicaciones se desea mantener tan bajo, como se pueda el consumo de energía. En consecuencia, un consumo de energía elevado por el sistema de procesamiento es problemático .
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un aspecto de la invención, un método para optimizar una operación de procesador en un sistema de procesamiento incluye uno o más filtros digitales comprende: generar coeficientes de filtro iniciales para uno o más filtros digitales; determinar uno o más coeficientes de filtro inicial para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales cuando la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce un número total de coeficientes de filtro que se van a utilizar por el sistema de procesamiento.
Preferiblemente, el método comprende además una etapa subsecuente de programar los coeficientes de filtro en el sistema de procesamiento.
Preferiblemente, la exclusión comprende además excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales de uno o más filtros digitales predeterminados.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos se excluyen solos o por pares .
Preferiblemente, el método comprende además comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminado durante la operación, si una o más mediciones de sistema de procesamiento excede el umbral de uso de energía predeterminado, y después determinar uno o más coeficientes de filtro operacionales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos, y excluir uno o más coeficientes de filtro operacionales, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro operacionales reduce el número total de coeficientes de filtro operacionales que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento durante por lo menos una repetición de procesamiento de circuito principal de corriente.
En un aspecto de la invención, un método para optimizar adaptablemente la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales comprende: comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminada durante la operación; Si una o más mediciones de sistema de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado, entonces determinar uno o más coeficientes de filtro para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtro, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro reduce el número total de coeficientes de . filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
Preferiblemente, la exclusión comprende además exclusión de uno o más coeficientes de filtro de uno o más filtros digitales predeterminados.
Preferiblemente, el método comprende además realizar repetitivamente las etapas de comparación, determinación y procesamiento.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos se excluyen solos o por pares.
Preferiblemente, el método comprende además determinar un numero de coeficientes de filtro operacionales que van a ser excluidos con base en una cantidad mediante la cual una o más mediciones de sistemas de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado.
Preferiblemente, el método comprende además las etapas preliminares de generar coeficientes de filtro iniciales para uno o más filtros digitales, determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos y excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento .
En un aspecto de la invención, un método para optimizar la operación del procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales comprende : generar coeficientes de filtro para uno o más filtros digitales; determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales y uno o más coeficientes de filtro operacionales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser usados por el sistema de procesamiento; programar los coeficientes de filtro en el sistema de procesamiento; comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminado durante la operación; y si una o más mediciones de sistema de procesamiento exceden un umbral de uso de energía predeterminado, entonces excluir uno o más coeficientes de filtro operacionales , en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro reduce aún más el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
Preferiblemente, la exclusión comprende además exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales de uno o más filtros digitales predeterminados.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos .
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos.
Preferiblemente, un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos son excluidos solos o por pares .
Preferiblemente, el método comprende además realizar de manera repetitiva las etapas de comparación y exclusión para uno o más coeficientes de filtro operacionales.
Preferiblemente, el método comprende además determinar un número de coeficientes de filtro operacionales que van a ser excluidos con base en una cantidad mediante la cual una o más mediciones de sistemas de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los mismos números de referencia representan el mismo elemento en todas las figuras. Debe entenderse que las figuras no necesariamente están a escala.
La figura 1 muestra un sistema de procesamiento de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo de un método para optimización de la operación de procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 3 muestra una respuesta de filtro para un filtro digital Hilbert estándar conformado por ciento cincuenta coeficientes de filtro.
La figura 4 muestra el filtro de la figura 3 en donde parte de los coeficientes de filtro se han excluido de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 5 muestra el sistema de procesamiento después de que los coeficientes de filtro han sido excluidos de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 6 es un diagrama de flujo de un método para optimizar de manera adaptable la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales de acuerdo con una modalidad de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La figura 1 a la figura 6 y la siguiente descripción muestran ejemplos específicos que muestran a los expertos en el ámbito como elaborar y utilizar de la mejor manera la invención. Con el propósito de enseñar los principios de la · invención, algunos aspectos convencionales se han simplificado u omitido. Los expertos en el ámbito apreciarán que las variaciones de estos ejemplos se encuentran dentro del alcance de la invención. Los expertos en el ámbito apreciarán que las características descritas en lo siguiente se pueden combinar de diversas maneras para formar variaciones múltiples de la invención. Como un resultado, la invención no se limita a los ejemplos específicos descritos en la siguiente sino únicamente con las reivindicaciones y sus equivalentes.
La figura 1 muestra un sistema 103 de procesamiento de acuerdo con una modalidad de la invención. El sistema 103 de procesamiento puede incluir una interconexión 101. El sistema 103 de procesamiento recibe señales de sensor desde un sensor de alguna manera. Por ejemplo, en una modalidad, el sensor comprende un montaje de flujómetro vibratorio que incluye señales de sensor de captación/velocidad que detectan una respuesta vibratoria de un montaje de flujómetro y generan señales de respuesta vibratoria analógicas correspondientes. El sistema 103 de procesamiento procesa las señales de sensor con el fin de obtener una o más mediciones de sistema de procesamiento, tal como las características 112 de flujo de un material de flujo que fluye a través de un montaje de flujómetro, por ejemplo. En consecuencia, el sistema 103 de procesamiento puede determinar una o más de una diferencia de fase, una frecuencia, una diferencia de tiempo (At) , una densidad, un caudal de masa, una viscosidad y un caudal de volumen a partir de las señales de sensor de un montaje de flujómetro, por ejemplo.
El sistema 103 de procesamiento puede comprender una computadora de propósito general, un sistema de microprocesamiento, un circuito lógico o algún otro dispositivo de procesamiento de propósito general o adaptado. El sistema 103 de procesamiento se puede distribuir entre dispositivos de procesamiento múltiples. El sistema 103 de procesamiento puede incluir cualquier manera de medio de almacenamiento electrónico . integral o independiente, tal como el sistema 104 de almacenamiento.
El sistema 104 de almacenamiento puede almacenar parámetros y datos, rutinas de programas, valores constantes y valores variables. Además, el sistema 104 de almacenamiento puede almacenar uno o más filtros digitales que son utilizados por la rutina 110 de procesamiento en donde un filtro digital incluye una serie de coeficientes.
En la modalidad mostrada, el sistema 104 de almacenamiento almacena un primer filtro A digital 120, un segundo filtro B digital 121, un tercer filtro C digital 122 y un cuarto filtro D digital 123. Los conjuntos de filtro que se muestran se proporcionan únicamente para ilustración. Debe entenderse que el sistema 103 de procesamiento puede incluir cualquier número y tipo necesarios de filtros digitales.
Los filtros digitales pueden comprender cualquier manera de filtros digitales que incluye filtros de respuesta de impulso finito (FIR, por sus siglas en inglés) y de respuesta de impulso infinito (IIR) . Los filtros digitales pueden comprender filtros de paso bajo, de paso de banda o de paso alto. Los filtros digitales pueden realizar filtrado, desplazamiento de fase y funciones de generación de intervalo, entre otras cosas. Se contemplan otros tipos de filtro y usos de filtro y están dentro del alcance de la descripción y las reivindicaciones.
Se puede utilizar un filtro digital para eliminar frecuencias fuera de una banda de frecuencia de interés, por ejemplo mediante el uso de cualquier variedad de filtro de paso bajo, de paso de banda o de paso alto.
Se puede utilizar un filtro digital para decimación, en donde algunas muestras son eliminadas con el fin de reducir la velocidad de muestreo. La decimación se puede utiliza para hacer variar el número de bandas de frecuencia que van a ser procesadas, por ejemplo.
Se puede utilizar un filtro digital para desplazamiento de fase de una forma de onda de señal digital, por ejemplo mediante el uso de una transformada de Hilbert o un filtro Hilbert. La transformada o filtro de Hilbert pueden desplazar en fase la forma de onda de entrada en noventa grados, por ejemplo. El desplazamiento de fase se puede utilizar para determinar una o más características de flujo.
Se puede utilizar un filtro digital para generación de intervalos, en donde se eliminan frecuencias fuera del intervalo. La generación de intervalos se puede realizar después de una etapa de procesamiento, por ejemplo al cortar las colas generadas por procesamiento de Fourier.
En algunas modalidades se puede derivar una medición a partir de un desplazamiento de fases de una o más señales recibidas. Esto ventajosamente reduce el tiempo de procesamiento requerido.
Un filtro digital incluye un conjunto o una cadena de coeficientes que corresponden y que se aplican contra la forma de onda de interés muestreada digitalmente . El filtro se diseña con base en la salida deseada que se va a obtener a partir de la forma de onda de entrada. Cuando la forma de onda de entrada digital se filtra utilizando los coeficientes del filtro digital, el procedimiento de filtrado pasa por lo menos en una porción de frecuencias o bandas de interés de frecuencia mientras que rechaza las frecuencias o bandas de frecuencia no deseadas.
Las series de coeficientes de filtro pueden ser simétricas. Por ejemplo, el primero y último coeficientes (Ai y Aioo ) del primer filtro A digital 120 puede ser las mismas, el segundo y penúltimo coeficientes (A2 y A99 ) pueden ser los mismos y así sucesivamente.
Las series de coeficientes pueden ser no simétricas. Cada coeficiente puede ser único, tal como se muestra en el segundo filtro B digital 121 .
El número de coeficientes de filtro puede depender de diversos factores. Por ejemplo, el número de coeficientes de filtro se puede seleccionar de acuerdo con el alcance de frecuencia de la forma de onda de entrada, el alcance de frecuencia del resultado filtrado (es decir, la anchura de la función de transferencia de filtro) , la forma deseada de la función de transferencia de filtro, la nitidez o la atenuación de la función de transferencia, etc.
El desempeño del filtro generalmente se puede mejorar y/o la función de transformada se puede conformar en una forma más compleja si se utiliza un número mayor de coeficientes de filtro. No obstante, el número aumentado de multiplicaciones (u otras operaciones de filtrado) necesitadas por la gran cantidad de coeficientes incrementará el tiempo de procesamiento requerido. En consecuencia, la resolución y precisión deseadas implica un equilibrio entre discriminación de frecuencia versus tiempo de procesamiento.
Además, el sistema 103 de procesamiento puede implementar filtros digitales múltiples. El procesamiento de la forma de onda de entrada mediante filtros digitales múltiples en una repetición única puede consumir tiempo de procesamiento considerable.
Una velocidad de muestreo elevada genera una gran cantidad de operaciones de filtrado. Un número grande de operaciones de filtrado subsecuentemente provoca un tiempo de ciclo indeseablemente prolongado y en consecuencia una respuesta más lenta por el sistema 103 de procesamiento. No obstante, la frecuencia de muestreo se puede limitar si el instrumento acoplado al sistema 103 de procesamiento, tal como un flujómetro que proporciona una frecuencia vibratoria es suficientemente baja de manera que la frecuencia de muestreo se pueda reducir y aún así satisfacer los criterios de Nyquist.
Un tiempo de procesamiento grande puede evitar el procesamiento de la totalidad de las muestras que entran. Además, un tiempo de procesamiento grande resultará en un alto nivel de consumo de energía por el sistema 10 de procesamiento. Si el sistema 103 de procesamiento requiere demasiado tiempo de procesamiento por repetición de procesamiento principal, se pueden afectar otros cálculos y/o rutinas de procesamiento. El resultado final puede ser un resultado impreciso y poco confiable e incluso el reinicio o apagado del sistema 103 de procesamiento.
La figura 2 es un diagrama dé flujo 200 de un método para optimización de la operación del procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más. filtros digitales de acuerdo con una modalidad de la invención. El método se puede utilizar para optimizar el tiempo de respuesta. El método se puede utilizar para optimizar el consumo de energía. En la etapa 201, se generan uno o más filtros digitales para uso con el sistema de procesamiento, que incluyen coeficientes de filtro inicial.
En la etapa 202, uno o más coeficientes de filtro iniciales de por lo menos un filtro digital se determinan que son excluibles . Uno o más coeficientes de filtro iniciales se determina que son capaces de ser excluidos sin afectar inaceptablemente la operación de filtrado. La exclusión de coeficientes .de filtro resultará en un incremento en el ruido en la salida del filtro. La exclusión de coeficientes de filtro resultárá en una disminución en el ancho de banda del procesador. Como una consecuencia, la exclusión de coeficientes es un equilibrio entre la velocidad de procesamiento y el consumo de energía versus el ruido y el ancho de banda del procesador.
Uno o más coeficientes de filtro iniciales pueden comprender coeficientes de cualquiera de los filtros digitales del sistema de procesamiento. Uno o más coeficientes de filtro iniciales se pueden dirigir a partir de filtros predeterminados.
En la etapa 203, uno o más coeficientes de filtro iniciales identificados son excluidos de los filtros respectivos. La exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados con el sistema de procesamiento. Uno o más coeficientes de filtro iniciales por lo tanto se pueden separar de uno o más filtros digitales. En algunas modalidades, los coeficientes excluidos se excluyen de cualquiera (o ambos) extremos de una cadena de coeficientes, que constituyen el filtro digital. No obstante, los coeficientes de filtro excluidos pueden presentarse en cualquier parte en una cadena de coeficientes de filtro. Los coeficientes de filtro inicial remanentes se programan en el sistema de procesamiento.
La figura 3 muestra una respuesta de filtro para un filtro digital Hilbert estándar que se forma con ciento cincuenta coeficientes de filtro. En esta figura, la respuesta de filtro se conforma y se determina por la totalidad de los ciento cincuenta coeficientes de filtro. Un incremento en el .número de coeficientes puede incrementar la velocidad de atenuación de señales hacia cualquier extremo de la envoltura de filtro y puede cambiar la forma de la respuesta de frecuencia. Como una consecuencia, un incremento en el número de coeficientes de filtro puede mejorar el resultado de filtrado a costa del tiempo de procesamiento aumentado .
La figura 4 muestra el filtro de la figura 3 en donde parte de los coeficientes de filtro se han excluido de acuerdo con una modalidad de la invención. En este ejemplo, se han excluido treinta coeficientes. Se puede observar que el efecto se combina a los bordes izquierdo y derecho de la función de transferencia de filtro y la región central de la función de transferencia de filtro es relativamente ' plana y sin cambios. Los cambios a la región central pueden tener ciertos efectos en el resultado final de la operación de filtrado. En contraste, los coeficientes de exclusión en los extremos del filtro afectan principalmente la respuesta de filtro en la periferia y por lo tanto tienen un efecto mínimo sobre la señal deseada.
Uno o más coeficientes de filtro pueden incluir dos o más coeficientes excluidos de un filtro digital único. Por ejemplo, cuando un filtro digital comprende coeficientes simétricos o parcialmente simétricos, se pueden excluir un ipar 'de coeficientes. Además, incluso cuando un filtro digital [aun. ;no tiene coeficientes simétricos, los . coeficientes de ífiljtro múltiples se pueden excluir, tal como el número de ic.oeíicientes adyacentes al final de un filtro.
El lado descendente de los coeficientes de filtro (.excluidos pueden ser una exclusión en la repetibilidad en el ífeesú tado filtrado debido al ruido aumentado. No obstante, (esto no esta dado y si un número mínimo son excluidos puede no íháber efecto alguno' en el filtrado de la forma de onda vibratoria .
Con referencia nuevamente a la figµra 2, en la etapa 204, se programan uno o más filtros digitales en circuitos electrónicos apropiados, tales como los filtros digitales 120-123 en el sistema 103 de procesamiento que se (muestra en la figura 1. Por ejemplo, uno o más filtros .digitales se programan en el sistema 104 de almacenamiento. Éue'den ahora utilizarse uno o más filtros digitales 120-123 ipor la rutina 110 de procesamiento. Debe entenderse que los 'filtros, digitales pueden ser almacenados de manera alguna, qué ·¦ incluyen una memoria de sistema de procesamiento integrada, como se muestra. De manera alternativa, los ¡filtros digitales se pueden almacenar de cualquier manera de iun almacenamiento externo acoplado al sistema 103 de 'procesamiento .
• ; ¡; La figura 5 muestra el sistema 103 de procesamiento después de que los coeficientes de filtro se han excluido de acuerdo con una modalidad de la invención. La figura muestra varios ejemplos de coeficientes de filtro excluidos cuando se comparan con el sistema 103 de procesamiento de la figura 1.
El primer filtro A digital 120 no ha cambiado. El segundo filtro B digital 121 ha tenido un último coeficiente de filtro, el coeficiente B50, excluido del filtro. El tercer filtro C digital 122 tiene un primero y último coeficientes de filtro Ci y Ci00 excluidos del filtro. El cuarto filtro D digital 123 tiene los dos primeros coeficientes Di y D2 y los dos últimos coeficientes D99 y Di0o excluidos del filtro. Cada uno de los filtros afectados como consecuencia requerirá menos operaciones de filtrado.
La figura 6 es un diagrama de flujo 600 y un método para optimizar de manera adaptable la operación de procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales de acuerdo con la invención.
Como se ha descrito previamente, los coeficientes de filtro pueden ser excluidos en orden para acelerar un tiempo de respuesta del sistema de procesamiento y/o con el fin de reducir el consumo de energía. En la etapa 601, uno o más filtros digitales se generan para uso en el sistema de procesamiento, como se ha descrito previamente.
En la etapa 602, uno o más coeficientes de filtro de por- lo menos un filtro digital se determinan que son excluibles, como se ha descrito previamente. Los coeficientes de filtro que van a ser excluidos pueden comprender coeficientes de filtro iniciales, coeficientes de filtro operacionales o coeficientes de filtro tanto iniciales como operacionales. Los coeficientes de filtro iniciales que van a ser excluidos antes de programación del sistema de procesamiento y los coeficientes de filtro operacionales que van a ser excluidos temporal o permanentemente durante la operación del sistema de procesamiento.
En la etapa 603, uno o más filtros digitales se programan en el sistema de procesamiento. Los coeficientes de filtro operacionales excluibles aún se pueden incluir en los filtros digitales y pueden comprender una designación de coeficientes de filtro que van a ser excluidos adaptablemente durante la operación o n algún punto en el futuro.
De manera alternativa, una primera porción (porción inicial) de los coeficientes de filtro designados pueden ser excluidos antes de programación de los circuitos electrónicos y una segunda porción (porción operacional) puede ser excluida adaptablemente durante la operación. En consecuencia, este diagrama de flujo puede ser modificado para incluir la etapa 203 de la figura 2 antes de la etapa 603 de esta figura.
En la etapa 604, se inicia la operación del sistema de procesamiento.
En la etapa 605, se monitorean las condiciones operacionales con el sistema de procesamiento. Si existe un cambio operacional, tal como un cambio en una o más mediciones de sistema de procesamiento., entonces el método avanza a la etapa 606. De otra manera, si la operación está dentro de los límites normales (véase abajo) , el método procesa de regreso a la etapa 605 y monitorea para un cambio en las condiciones operacionales.
El monitoreo puede incluir comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral operacional predeterminado, en donde el umbral operacional predeterminado refleja o se relaciona con un nivel de uso de energía eléctrica indeseable. El umbral operacional predeterminado puede comprender un umbral fijo o dinámico y puede estar unido o puede ser controlado por variables internas en el sistema de procesamiento.
En algunas modalidades de flujómetro vibratorio, el umbral operacional predeterminado puede comprende un umbral de diferencia de tiempo (At) . La diferencia de tiempo (At) comprende una diferencia de tiempo en señales a partir de los sensores de captación y por lo tanto entre las porciones delantera y trasera de un conducto de flujo del flujómetro vibratorio. En consecuencia, si la diferencia de tiempo (At) se vuelve demasiado grande, entonces la amplitud vibratoria que es generada por el flujómetro vibratorio se vuelve excesiva y probablemente requerirá un alto nivel de consumo de energía. El consumo de energía en consecuencia se puede reducir en cierta medida al excluir parte de los coeficientes de filtro, temporalmente o por un período de tiempo indefinido. En algunas modalidades, el umbral operacional predeterminado puede comprender una desviación estándar de la diferencia de tiempo (At) a partir de un valor predeterminado .
En algunas modalidades de flujómetro vibratorio, el umbral operacional predeterminado puede comprender un umbral de frecuencia (f ) . La frecuencia (f) comprende una respuesta de frecuencia recibida desde uno o varios sensores de captación. En consecuencia, si la frecuencia (f) se encuentra fuera de un intervalo normal o esperado, entonces la operación del. flujómetro vibratorio se vuelve anormal y probablemente requerirá un alto nivel de consumo de energía. En algunas modalidades, el umbral operacional predeterminado puede comprender una desviación estándar de la frecuencia (f) a partir de un valor predeterminado.
En algunas modalidades de flujómetro vibratorio, el umbral operacional predeterminado puede comprender un umbral de diferencia de fase (?T) . La diferencia de fase (?T) comprende una diferencia de fase en las señales de respuesta vibratoria recibidas desde los sensores de captación del flujómetro vibratorio. En consecuencia, si la diferencia de fase (?T) se encuentra fuera de un intervalo normal o esperado, entonces la operación del flujómetro vibratorio se vuelve anormal y probablemente requerirá un alto nivel de consumo de energía. En algunas modalidades, el umbral operacional predeterminado puede comprender una desviación estándar de la diferencia de fase (?T) a partir de un valor predeterminado .
En la etapa 606, debido a que el sistema de procesamiento ha determinado que una o más mediciones de sistema de procesamiento se han desviado sobrepasando un intervalo operacional normal, entonces los coeficientes de filtro operacionales excluibles indicados previamente son excluidos. La exclusión se puede producir por cualquier período de tiempo deseado, que incluye de manera indefinida. Por ejemplo, la exclusión puede presentarse en una o más repeticiones de procesamiento principal del sistema de procesamiento. No obstante se contemplan otros períodos de tiempo y están dentro del alcance de la descripción y las reivindicaciones .
En la etapa 607, el método puede determinar adicionalmente si los coeficientes de filtro operacionales adicionales deben ser excluidos (en donde parte . de los coeficientes de filtro operacionales han sido excluidos de antemano) . El método determina el número de coeficientes de filtros operacionales que van a ser excluidos con base en la cantidad mediante la cual una o más mediciones de sistema de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado. Esta etapa puede determinar la gravedad del consumo de energía y puede determinar un nivel graduado de exclusión de coeficiente operacional. Por ejemplo, si los coeficientes de filtro operacionales excluidos previamente no han tenido un efecto suficiente, entonces el método puede excluir coeficientes de filtro operacionales adicionales según se requiera. Si se van a excluir más, entonces el método puede regresar a la etapa 606 y excluir coeficientes operacionales adicionales. De esta manera, los coeficientes de filtro operacionales pueden ser excluidos de una manera en aumento con el fin de evitar impacto innecesario en las operaciones de filtrado. Si no se van a excluir más coeficientes de filtro operacionales, entonces el método se ramifica regresando a la etapa 605 y continúa monitoreando en búsqueda de cambios operacionales.
En algunas modalidades, un usuario puede participar en selección de los coeficientes de filtro iniciales y/u operacionales que van a ser excluidos. La exclusión de coeficientes de filtro permitirá a un usuario incrementar de manera significativa la velocidad de respuesta de un sistema de procesamiento y el instrumento o medidor asociado. Por ejemplo, un usuario puede especificar los coeficientes de filtro operacionales excluibles. El instrumento asociado puede operar normalmente bajo ciertas condiciones. Bajo condiciones adversas o anormales, las cuales pueden ser especificadas por el usuario, el sistema de procesamiento puede excluir un número predeterminado de coeficientes de filtro e incrementar la velocidad de respuesta a costa de más ruido. Esto proporciona al usuario un control aumentado y una flexibilidad-1 operacional mayor. Esto permite al usuario determinar el tiempo de respuesta óptimo y/o la energía versus un ruido y/o ancho de banda de procesador aceptables para una aplicación particular. Esto se puede obtener sin conmutación entre filtros múltiples dentro de un sistema o instrumento de procesamiento.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (22)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Un método para optimizar la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales, caracterizado porque comprende: generar coeficientes de filtro iniciales para uno o más filtros digitales; determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtros iniciales en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce el número total de coeficientes de filtros que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una etapa subsecuente de programar los coeficientes de filtro en el sistema de procesamiento.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque "la exclusión comprende además excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales a partir de uno o más filtros digitales predeterminados.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos .
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos .
6. El . método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos se excluyen solos o por pares .
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminado durante la operación; si una o más mediciones de sistema de procesamiento excede el umbral de uso de energía predeterminado, entonces determinar uno o más coeficientes de filtro operacionales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtro operacionales, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro operacionales reduce el número total de coeficientes de filtro operacionales que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento durante por lo menos una repetición de procesamiento de circuito principal de corriente.
8. Un método para optimizar adaptablemente la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales, caracterizado porque comprende : comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminada durante la operación; Si una o más mediciones de sistema de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado, entonces determinar uno o más coeficientes de filtro para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtro, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
' 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la exclusión comprende adicionalmente la exclusión de uno o más coeficientes de filtro de uno o más filtros digitales predeterminados.
10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque realiza de manera repetitiva las etapas de comparación, determinación y procesamiento .
11. El método dé conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos .
12. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos .
13. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos se excluyen solos o por pares.
14. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además determinar un número de coeficientes de filtro operacionales que van a ser excluidos con base en una cantidad mediante la cual una o más mediciones de sistemas de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado.
15. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además las etapas preliminares de: generar coeficientes de filtro iniciales para uno o más filtros digitales; determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales para al menos un filtro digital de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; y excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales, en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
16. Un método para optimizar la operación de un procesador en un sistema de procesamiento que incluye uno o más filtros digitales, caracterizado porque comprende: generar coeficientes de filtro para uno o más filtros digitales; determinar uno o más coeficientes de filtro iniciales y uno o más coeficientes de filtro operacionales para uno o más filtros digitales de uno o más filtros digitales que pueden ser excluidos; excluir uno o más coeficientes de filtro iniciales, cuando se excluye uno o más coeficientes de filtro iniciales lo que reduce el número total de coeficientes de filtro que van a ser usados por el sistema de procesamiento; programar los coeficientes de filtro en el sistema de procesamiento; comparar una o más mediciones de sistema de procesamiento con un umbral de uso de energía predeterminado durante la operación; y si una o más mediciones de sistema de procesamiento exceden un umbral de uso de energía predeterminado, entonces excluir uno o más coeficientes de filtro operacionales , en donde la exclusión de uno o más coeficientes de filtro reduce adicionalmente el número total de coeficientes de filtro que van a ser utilizados por el sistema de procesamiento.
17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la exclusión comprende además la exclusión de uno o más coeficientes de filtro iniciales a partir de uno o más filtros digitales predeterminados .
18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro no simétricos .
19.. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos .
20. f El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque un filtro digital de uno o más filtros digitales incluye coeficientes de filtro simétricos y en donde los coeficientes de filtro simétricos son excluidos solos o por pares.
21. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque realiza de manera repetitiva las etapas de comparación y exclusión para uno o más coeficientes de filtro operacionales .
22. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además determinar un número de coeficientes de filtro operacionales que van a ser excluidos con base en una cantidad mediante la cual una o más de las mediciones de sistema de procesamiento exceden el umbral de uso de energía predeterminado.
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