“Tizimlar va signallarni qayta ishlash”fanidan

Filtr parametrlarini aniqlash. Tabiyki, turli xil filtrlar uchun turli xil koeffitsiyentlar kerak bo‘ladi va buning uchun filtr parametrlari aniqlashtirish kerak bo‘ladi. Bu odatda nazariy jihatdan amalga oshiriladi (signalimizning chastotasi qanday ekanligini, keyin filtrlanishi kerak bo‘lgan chastotalarni aniqlaymiz), keyin esa AChX ning haqiqiy o‘lchovlarni ko’rib chiqamiza.




Past chastotali AChX filtri

Filtrni qurish sxemasini loyihalash uchun quyidagi ko‘rsatkichlar aniqlanishi

kerak:

• 
  o‘tkazish oraliq kengligi;
  
• 
  o‘tish oralig‘ining so‘nish tezligi;
  
• 
  kechikish oralig‘ining kengligi;
  
• 
  o‘tish oralig‘ining kengligi.
  

Ushbu ma’lumotlar yordamida dasturiy loyihalash quyidagilarni aniqlaydi:

• 
  elektron qismlar soni (filtr kaskadlar soni);
  
• 
  impuls xususiyatlar koeffitsiyentlari;
  
• 
  impuls xususiyatlar grafigi;
  
• 
  AChX va FChX grafikalari.
  
• 
  Raqamli filtrlarning afzalliklari: ishlov berishning aniqligi va kaskadlarni, masshtablash koeffitsiyentlarini o‘zgartirish orqali qayta ishlash rejimlarini qayta dasturlash qobiliyatining mavjudligi. Ko‘p kaskadli va murakkab arxitekturaga ega bo‘lgan juda murakkab filtrlarni qurish zarur bo‘lganda, SRIB protsessorlari (signal protsessorlari) ishlatiladi.
  
• 
  Signal protsessorlaridan foydalanish filtrlash vazifasini soddalashtiradi, chunki ishlov berish rejimlarini o‘zgartirish, qo‘shimcha siqishni protseduralarini yoqish, signallarning foydali qismlarini ajratib olish, approksimatsiya interpolyatsiyaning maxsus usullarini qo‘llash mumkin bo‘ladi.
  

Raqamli signal protsessori. Signallarga raqamli ishov berish tizimilari haqida so’z borganda birinchi navbatda Raqamli signal protsessori (Digital Signal Processor) eslanadi. Raqamli signal protsessori (DSP) ixtisoslashtirilgan mikroprotsessor chipi bo'lib, uning arxitekturasi raqamli signallarni qayta ishlashning operatsion ehtiyojlari uchun optimallashtirilgan bo’ladi. DSP'lar MOS integral mikrosxemasida ishlab chiqariladi. Ular audio signallarni qayta ishlash, telekommunikatsiya, raqamli tasvirni qayta ishlash, radar, sonar va nutqni aniqlash tizimlarida hamda mobil telefonlar, disk drayvlar va yuqori aniqlikdagi televizor (HDTV) mahsulotlari kabi umumiy isteʼmolchi elektron qurilmalarida keng qoʻllaniladi. Raqamli signal protsessorining vazifasi odatda doimiy haqiqiy analog signallarni o'lchash, filtrlash yoki siqishdir. Aksariyat umumiy maqsadli mikroprotsessorlar raqamli signallarni qayta ishlash algoritmlarini ham muvaffaqiyatli bajarishi mumkin, lekin real vaqt rejimida bunday qayta ishlashni doimiy ravishda bajara olmasligi mumkin. Shuningdek, ajratilgan Raqamli signal protsessorlari odatda yaxshi quvvat samaradorligiga ega, shuning uchun ular quvvat sarfi cheklovlari tufayli mobil telefonlar kabi portativ qurilmalarda ko'proq mos keladi. Raqamli signal protsessori ko'pincha bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlarni yoki ko'rsatmalarni olishga qodir bo'lgan maxsus xotira arxitekturasidan foydalanadi. Raqamli signal protsessorilari ko'pincha ma'lumotlarni siqish texnologiyasini ham qo'llaydilar, bunda diskret kosinus transformatsiyasi (DCT) ayniqsa Raqamli signal protsessorilarda keng qo'llaniladigan siqish texnologiyasidir. Raqamli signalni qayta ishlash algoritmlari, odatda, bir qator ma'lumotlar namunalarida tez va qayta-qayta bajarilishi uchun ko'p sonli matematik operatsiyalarni talab qiladi. Signallar (ehtimol audio yoki video datchiklardan) doimiy ravishda analogdan raqamliga aylantiriladi, raqamli manipulyatsiya qilinadi va keyin yana analog shaklga aylantiriladi. Ko'pgina Raqamli signal protsessori ilovalarida kechikish bo'yicha cheklovlar mavjud; ya'ni tizim ishlashi uchun Raqamli signal protsessori operatsiyasi ma'lum vaqt ichida bajarilishi kerak va kechiktirilgan (yoki to'dali) ishlov berish maqsadga muvofiq emas. Oddiy raqamli ishlov berish tizimi
Signallarga raqamli ishlov berish tizimlari arxitekturasi raqamli signallarni qayta ishlash uchun maxsus optimallashtirilgan. Aksariyat dasturlar protsessor yoki mikrokontroller sifatida ba'zi xususiyatlarni qo'llab-quvvatlaydi, chunki signalni qayta ishlash kamdan-kam hollarda tizimning yagona vazifasi hisoblanadi. Ko’p maqsadli protsessorlar standartlariga ko'ra, Signallarga raqamli ishlov berish tizimlari ko'rsatmalar to'plamlari odatda juda tartibsizdir; an'anaviy ko'rsatmalar to'plamlari ko'proq turli xil operatsiyalarni bajarishga imkon beruvchi umumiy ko'rsatmalardan iborat bo'lsa, raqamli signallarni qayta ishlash uchun optimallashtirilgan ko'rsatmalar to'plamlari raqamli signal protsessori hisoblarida tez-tez uchraydigan umumiy matematik operatsiyalar uchun ko'rsatmalarni o'z ichiga oladi. An'anaviy va optimallashtirilgan ko'rsatmalar to'plami har qanday ixtiyoriy operatsiyani hisoblashi mumkin, ammo hisoblash uchun bir nechta ARM yoki x86 ko'rsatmalarini talab qilishi mumkin bo'lgan operatsiya DSP optimallashtirilgan ko'rsatmalar to'plamida faqat bitta ko'rsatmalarni talab qilishi mumkin. Dasturiy ta'minot arxitekturasining bir ta'siri shundan iboratki, qo'lda optimallashtirilgan yig'ish-kod tartiblari (yig'ish dasturlari) muhim algoritmlarni boshqarish uchun ilg'or kompilyator texnologiyalariga tayanish o'rniga, odatda qayta foydalanish uchun kutubxonalarga qadoqlanadi. Hatto zamonaviy kompilyator optimallashlarida ham qo'lda optimallashtirilgan yig'ish kodi samaraliroq va signallarga raqamli ishlov berish tizimlari hisob-kitoblarida ishtirok etadigan ko'plab umumiy algoritmlar me'moriy optimallashtirishlardan to'liq foydalanish uchun qo'lda yozilgan. Signallarga raqamli ishlov berish tizimlarining qurilma arxitekturasi quyidagilarni o’z ichiga oladi. Muhandislikda apparat arxitekturasi tizimning fizik komponentlarini va ularning oʻzaro aloqalarini aniqlashni bildiradi. Ko'pincha apparat dizayni modeli deb ataladigan ushbu tavsif apparat dizaynerlariga ularning tarkibiy qismlari tizim arxitekturasiga qanday mos kelishini tushunishga imkon beradi va dasturiy ta'minot komponentlari dizaynerlariga dasturiy ta'minotni ishlab chiqish va integratsiya qilish uchun zarur bo'lgan muhim ma'lumotlarni taqdim etadi. Uskuna arxitekturasining aniq ta'rifi turli xil an'anaviy muhandislik fanlariga (masalan, elektrotexnika va mashinasozlik) yangi mashinalar, qurilmalar va komponentlarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish uchun yanada samarali ishlash imkonini beradi. Raqamli signlar protsessorlari odatda ma'lumotlarni oqimlash uchun optimallashtiriladi va bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar yoki ko'rsatmalarni olishga qodir bo'lgan maxsus xotira arxitekturasidan foydalanadi, masalan, Garvard arxitekturasi yoki Modifikatsiyalangan fon Neyman arxitekturasi, ular alohida dastur va ma'lumotlar xotiralaridan (ba'zan hatto bir vaqtning o'zida kirishda ham) foydalanadilar. bir nechta ma'lumotlar shinalari. Raqamli signlar protsessorlari ba'zan kesh ierarxiyasi va tegishli kechikishlar haqida bilish uchun qo'llab-quvvatlovchi kodga tayanishi mumkin. Bu yaxshi ishlash imkonini beruvchi kelishuvdir[aniqlik kerak]. Bundan tashqari, DMA dan keng foydalanish qo'llaniladi. To'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish ((Direct Memory Access)) - bu ma'lum apparat quyi tizimlariga markaziy protsessordan (CPU) mustaqil ravishda asosiy tizim xotirasiga (tasodifiy kirish xotirasiga) kirish imkonini beruvchi kompyuter tizimlarining xususiyati. Adreslash va virtual xotira arxitekturasi quyidagicha bo’ladi. Raqamli signlar protsessorlari tez-tez ko'p vazifali operatsion tizimlardan foydalanadilar, lekin virtual xotira yoki xotira himoyasini qo'llab-quvvatlamaydi. Virtual xotiradan foydalanadigan operatsion tizimlar jarayonlar o'rtasida kontekstni almashtirish uchun ko'proq vaqt talab qiladi, bu esa kechikishni oshiradi.
Uskuna modullarini manzillash
Dumaloq buferlarni o'rash uchun sinovdan o'tkazmasdan amalga oshirishga imkon beradi
Bit-teskari adreslash, maxsus adreslash rejimi
FFTlarni hisoblash uchun foydalidir
Xotirani boshqarish blokini istisno qilish
Manzil yaratish birligi

Signallarga raqamli ishlov berish uchun va shu sohaga tegishlilar xabarlar nazariyasidan foydalanadilar. Jumladan signalni optimal qabul qilish nazariyasidan va ko’rinishini bilish nazariyalari kiradi. Bu jarayonda asosiy vazifasi birinchidan fondagi shovqinlarni va tabiatdagi turli xil tovush signallarini belgilaydi, ikkinchidan signallarni sinflanishini, tenglashtirish va avtomatik aniqlashdan iborat. Signallarga ishlov berishni tasirini quyidagi tehnologiyalarida ya’ni telekommunikatsiya , raqamli TV va ovoz yozish, biometrika, mobil aloqa va videosistemalarda kuzatishimiz mumkin. Bular asosan hisoblash qurilmalarida qo’llaniladi. Signallarga ishlov berishdan maqsad: - Signal parametrlarini o’lchash yo’li, ob’ekt haqida malumot qabul qilish – amplituda, faza, chastota, spektr; - Fondagi xalaqitlarni foydali belgilab olish; - Signallarni siqish (kompressiya); - Signal formatini o’zgartirish