Построение цифровой системы обработки информации. Реализация структурной схемы анализатора спектра на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье. Выбор микропроцессоров различных серий, сравнительный анализ эффективности микросхем К1802 и К1815.
Аннотация к работе
Современный этап развития вычислительной техники характеризуется разработкой микропроцессорных средств. Особенно ярко эти требования выражены в области цифровой обработки сигналов (ЦОС), методы и средства которой широко используют в настоящее время в различных областях народного хозяйства, науки и техники от радио-и гидролокации до бытовой аппаратуры [5].Можно отметить, что спектральный анализ находит применение в задачах, обнаружения (т.е. когда принимается решение о наличие или отсутствии сигнала на какой-либо частоте), задачи классификации типа сигнала (т.е. определяют источник сигнала и его характеристики), а также решают задачи определения и локации местонахождения источника сигнала (т.е. находят дальность и пеленг) [3]. При этом наиболее важными характеристиками спектрального анализа являются [2,3]: - количество частот, на которой желательно измерить спектр; Цифровой спектральный анализ может осуществляются как в режиме «скачущее» окно, так и в режиме «скользящее» окно. Спектральный анализ, осуществляемый в режиме «скачущие» окно (задано по Т3), основывается по алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ), т.к. задача изменения спектра сводится к похождению значений Z - преобразования конечной реализации сигнала для большого числа точек, равномерно распределенных по окружности единичного радиуса [3]. В зависимости от вида записи выражения (3) различают последовательное, параллельное, параллельно-последовательное соединение элементарных звеньев (ЦКЯ), передаточная функция каждого из которых по Z-плоскости записывается в виде: (4) где r0 - модуль и фазовый сдвиг простейшего пере курсивного фильтра (фильтра с конечной импульсной характеристикой - КИХ-фильтра);Анализ архитектур разработанных в настоящее время МП и использование ими набора операций показывает, что непосредственное применение их в многопроцессорных системах ЦОС вызывает определенные затруднения. применение принципа параллельности выполнения всех обменов и арифметическо-логических действий, входящих в реализуемые МП крупные операции; С выхода линейной части РЛС РПРУ аналоговый сигнал поступает на квадратурный смеситель КВСМ, формирующий на выход квадратурные составляющие входного сигнала S(t): Re=S (t)cost и Im=S(t)SINT. С выхода АЦП отрезки реализации поступают поочередно через коммутатор Ком.1 на ортогональную регистровую память ОРП, выполненную на микросхемах К1815ИР1, где преобразуются из параллельного кода в последовательный знакоразрядный код. Достоинством алгоритма БПФ является использование одного ОЗУ как для входных частотных отчетов, которые через тот же коммутатор Ком.2 поступают на ОРП, выполняющие обратное преобразование из последовательного знакоразрядного кода в параллельный код, который через объединитель потока ОБП, поступает на исполнительное устройство ИУ и на управляющую ЦВМ доплеровской РЛС.Разрешающая способность является характеристикой специального анализа и зависит от числа обрабатываемых отчетов N. При этом имеющуюся запись данных конечной длительности удобно рассматривать как некоторую часть соответствующей бесконечной последовательности, видимую через применяемое весовое окно [3,4,5,].Структурная схема этого МП приведена на рис 7. Выходная информация получается в результате выполнения различных операций (см. рис. 7), так, А = ab; B = (cd)g - это приводит к тому, что если операнды на выход МП поступают синхронно, то результаты на выходе будут появляться асинхронно, как это представлено на обобщенной временной диаграмме рис 8. На рис 9 представлена структурная схема реализации операции БПФ на МП К1815ВФ3. Здесь символы D; 2D; 3D перед операцией означают, что результат данной операции базируется с задержкой на D, 2D и 3D таков соответственно по отношению к поступающим операндам.
План
Содержание
Введение
1. Анализ технического задания
2. Структурная схема АС БПФ
3. Весовая обработка данных
4. Разработка принципиальной схемы основного узла АС БПФ
Список литературы
Введение
Современный этап развития вычислительной техники характеризуется разработкой микропроцессорных средств. Микропроцессоры (МП) используются в качестве элементной базы для реализации устройств обработки данных. При этом каждая сфера применения МП предъявляет свои специфические требования к их составу и структуре. Особенно ярко эти требования выражены в области цифровой обработки сигналов (ЦОС), методы и средства которой широко используют в настоящее время в различных областях народного хозяйства, науки и техники от радио- и гидролокации до бытовой аппаратуры [5].
Как правило, задачи ЦОС требуют выполнения больших объемов вычислений над большими массивами данных в реальном масштабе времени. При этом важность таких задач делает целесообразной разработку специализированных устройств для их решения. До недавнего времени такие спецпроцессоры выполнялись на микроэлектронной базе общего назначения, в результате чего эффективность их применения была низкой.
Возрастание требований к технико-экономическим показателем современных систем ЦОС, расширение областей применения и усиливающая тенденция к параллельным (конвейерным) методам их организации, привели к созданию специализированных комплектов БИС для построения систем ЦОС: К1802; К1804, а также комплект К1815, на базе которого наиболее выгодно построить цифровую систему обработки информаций [4].
Список литературы
1. Методическое руководство к курсовому проекту по курсу «Методы и устройства цифровой обработки сигналов в радиоприемных устройствах». Таганрог ТРТИ 1994 г. МУ№2086
2. В.И. Лютик. Автоматизированное проектирование цифровых фильтров на базе микропроцессорной техники. Учебное пособие Таганрог: ТРТИ 1987 г. №1339.
3. В.И. Лютик. Методы расчета и проектирования цифровых многопроцессорных устройств обработки сигналов. Часть 1 Таганрог ТРТИ 1994 г. МУ№2231-А.
4. Под ред. Сухопарова А.И. Микропроцессорный комплект БИС серии К1815 для цифровой обработки сигналов М: Радио и связь 1992 г.
5. Цифровые фильтры и устройства обработки сигналов на интегральных микросхемах. Под ред. Высоцкого Б.Ф. М: Радио и связь 1984 г.
6. Справочник: Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Том 1. Под ред. В.А. Шахова. М: Радио и связь 1988 г.
7. Г. Корп, Т. Корп. Справочник по математике для научных работников и инженеров «Наука» Главная редакция физмат литературы. Москва 1968 г.
8. Цифровые фильтры в электросвязи и радиотехнике. Под ред. Л.М Гольденберга