Читать онлайн «Проектирование специализированных вычислителей цифровой обработки сигналов: Учебное пособие»

ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ÔÅÄÅÐÀÖÈÈ Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò àýðîêîñìè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ С. И. Зиатдинов, Л. А. Осипов ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ Учебное пособие Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2002 УДК 681. 32. 01(075) ББК 32. 973. 2 З59 Зиатдинов С. И. , Осипов Л. А. З59 Проектирование специализированных вычислителей цифровой об- работки сигналов: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб. , 2002. 75 с. : ил. Изложены вопросы проектирования специализированных вычислителей на базе микроЭВМ, микроконтроллеров и БИС с жесткой логикой. Даны теоретические основы решения задач цифровой обработки информации. Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов, спе- циализирующихся в области создания вычислительных систем. Рецензенты: кафедра радиотехнических систем Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. Бонч-Бруевича; доктор технических наук В. В. Изранцев Óòâåðæäåíî ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèì ñîâåòîì óíèâåðñèòåòà â êà÷åñòâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ © СПбГУАП, 2002 © С. И. Зиатдинов, Л. А. Осипов, 2002  ВВЕДЕНИЕ Специализированные вычислители решают задачи первичной и вто- ричной цифровой обработки информации. При первичной обработке обеспечивается преобразование входных сигналов в цифровую форму, обнаружение полезных сигналов в поме- хах, измерение параметров сигналов, их спектрально-корреляционные преобразования и т. д. Основные методы решения этих задач заключа- ются в цифровой обработке во временной области и обработке в час- тотной области (например, цифровая фильтрация с использованием дискретного преобразования Фурье). Исключительно важным требованием является необходимость выпол- нения обработки в реальном масштабе времени, что накладывает жест- кие ограничения как на время решения задач, так и на скорость обмена информацией средствами интерфейса. При вторичной обработке решаются задачи траекторных измере- ний, распознавание образов, задачи управления, контроля, диаг- ностики и т. д. В случае цифровой обработки различные алгоритмы могут реализо- ваться аппаратно, программно и программно-аппаратно. Основной принцип замены аппаратных средств программными зак- лючается в том, что программы, реализуемые микропроцессорной сис- темой, могут заменить аппаратные средства, которые воспринимают, хранят, обрабатывают и выдают цифровую информацию. Аппаратные и программные средства оказываются, в известной степени, взаимозаме- няемыми и соотношения между ними определяются, главным образом, экономическими факторами. Аппаратная реализация труднее поддается модификации, а программ- ная – отличается гибкостью. Самое существенное ограничение замены аппаратных средств программными – это быстродействие.