Алгоритмы обработки

В техническом задании определяются цели разработки, сослав, условия применения, формулируются требования, осуществляется оценка затрат на разработку, вычисляется ожидаемый экономический эффект, устанавливаю гея сроки выполнения отдельных работ' и состав документации. В эскизном проекте осуществляется разработка структуры комплекса, принимаются решения по составу, функциональному назначению, организации и реализации отдельных компонентов, образующих комплекс. В техническом проекте выявляются структура и алгоритмы функционирования комплекса и компонентов и рассчитываются технико-экономические показатели. В рабочем проекте разрабатывается документация как по отдельным компонентам, так и по всему комплексу в целом. В дальнейшем проводятся отладка и испытание компонентов и всего комплекса, осуществляется его опытная эксплуатация и выполняются приемочные испытания.

Проектирование ЭА состоит из трех основных этапов: системотехнического, схемотехнического и конструкторского ( В.1). На первом этапе разрабатывают структуру и алгоритмы функционирования. Второй — охватывает задачи, связанные с созданием ЭА. Конструкторский этап включает техническое и технологическое проектирование.

Очевидно, что АС с жесткой логикой (аппаратный способ) обладает наибольшей производительностью, но она не может быть использована в тех случаях, когда алгоритмы функционирования сети меняются. Наименьшую производительность имеет аппаратура сопряжения с гибкой логикой (программный вариант) и универсальной ЭВМ. Достаточно хорошие результаты дает вариант применения спецпроцессора в совокупности со схемными средствами, обеспечивающий как хорошую производительность, так и возможность адаптации при изменении алгоритмов функционирования отдельных элементов сети. Из данных, приведенных в научно-технической литературе, следует [33], что применение комбинированного варианта в совокупности со спецпроцессором позволяет увеличить производительность центра КС примерно на порядок по сравнению с программным вариантом.

При проектировании вычислительных систем интерфейс подлежит стандартизации. Стандартизация распространяется на форматы передаваемых через интерфейс информации и команд, схемы шин интерфейса, алгоритмы функционирования интерфейса и управляющие сигналы, которыми устройства обмениваются между собой во время сеанса связи. Стандартный интерфейс предполагает наличие общих информационных магистралей (шин) для всех устройств данного интерфейса.

Все автоматизированные информационные системы (АИС) имеют один, несколько или множество источников и получателей информации и различных устройств для промежуточного преобразования передачи, обработки и хранения информации. Автоматизированные информационные системы имеют определенные структуры, характерные алгоритмы функционирования (последовательности действия), перерабатывают и передают определенное количество информации и могут занимать пространство с определенной конфигурацией и объемом. Целевая функция, информационная емкость и возможности информационной системы изменяются в очень широких пределах, например от простейшей одноканальной системы для телеизмерения одного параметра (скорости, давления и т. п.) до человеческого общества, которое также можно отнести к очень сложной информационной системе.

Абонентский пункт АП-КК предназначен для обмена данными с другими АП или ЭВМ серии ЕС, а также для подготовки данных, которые могут формироваться в оперативном запоминающем устройстве АП или на восьмидорожечной перфоленте. Обмен данными осуществляется как по некоммутируемым, так и по коммутируемым четырехпроводным каналам связи сети ПД-200. Пункт может работать под управлением оператора или автоматически при входящем вызове в режиме приема данных объемом до 5000 знаков. Алгоритмы функционирования АП-КК реализуются программно-аппаратным способом. В АП-КК используются БИС МПК серии КР-580, ИМС серии 155 и КР589, а также ОЗУ серии КР541 и ПЗУ серии КР556. В ПЗУ хранятся программы (объем ПЗУ 14 Кбайт), в ОЗУ — изменяемые данные и команды (объем ОЗУ 8 кбайт).

Система математического обеспечения (МО) представляет собой комплекс программ, обеспечивающих организацию работы всего ЦКС. Система содержит программное обеспечение общего и специального типов. В состав общего программного обеспечения входят операционная система, стандартные программы, библиотеки и сервисные программы контроля состояния центра. Специальное программное обеспечение включает главным образом программы, реализующие алгоритмы функционирования ЦКС.

Разработаны алгоритмы функционирования устройств для измерения расстояния между дефектами в случае расположения дефек -

10. Усложнение структуры силовых ключей и целый ряд специфических требований по их управлению и защите привели к созданию специальных электронных схем согласования между логической частью устройств и входом самого прибора. Такие схемы, названные драйверами или формирователями импульсов управления (Driver), выпускаются в виде гибридных модулей. Устройство драйверов, алгоритмы функционирования,

При структурно-алгоритмическом проектировании определяются алгоритмы функционирования аппаратных и программных компонентов системы.

Гаким образом процессы, помеченные метками comb и registered в листинге 3.29, несмотря на подобие выполняемых операций (в обоих процессах выполняются инкремент и сдвиг), представляют совершенно различные алгоритмы функционирования и технические реализации. Процесс comb задает комбинационные схемы арифметических преобразований входных кодов, в то время как процесс registered определяет счетчик и регистр сдвига. Исходными данными могут быть как целые, так и битовые векторы.

Проектирование микроэлектронной аппаратуры (МЭА) базируется на методах теории передачи информации, теории сигналов и теории цепей. Роль этих методов возрастает, так как современные средства микроэлектроники позволяют осуществить практически любые алгоритмы обработки информации. При этом разработчик аппаратуры освобождается от необходимости проектировать отдельные узлы. Одновременно прикладные методы проектирования РЭА в известной степени утрачивают свою значимость.

Пространственно-временные принципы обработки в различных приложениях уже широко используют и в настоящее время, однако их роль в будущем, по-видимому, будет возрастать. Ранее отмечалось, что для этого выгодно применять сигналы с дискретными законами модуляции и антенные системы с дискретным раскрывом. И то и другое необходимо, поскольку при этом система органически может быть сопряжна с ЭВМ, управляющей распределением поля в раскрыве, законом модуляции и реализующей требуемые алгоритмы обработки. Наряду с этим дискретное представление позволяет с высокой точностью обеспечить заданные функции модуляции раскрыва.

Среди разнообразных задач, решаемых устройствами обработки сигналов в РТС, центральное место занимают задачи поиска и обнаружения сигналов в помехах, измерения их информационных параметров и принятия решений о достоверности проводимых измерений [12]. В статистической теории РТС получены оптимальные алгоритмы обработки смеси сигнала и помех при различных предположениях о свойствах полезного сигнала и мешающих воздействий. Однако практическая реализация оптимальных и близких к ним алгоритмов неизбежно связана с различными отклонениями от теоретических рекомендаций, что обусловлено ограниченными возможностями используемой элементной базы. Появление МП позволило в значительной степени преодолеть такого рода ограничения, причем существенное продвижение в этом направлении должно обеспечить поколение МП повышенной разрядности и быстродействия, к которому относится рассматриваемый МП комплект серии К1810.

Таким образом, алгоритмы обработки сигналов в РТС включают в себя следующие основные операции: внутрипериодную обработку сигнала в соответствии с (4.5); межпериодное накопление сигнала в соответствии с (4.4); обнаружение сигнала на заданном априорном интервале Та, т. е. проверку условия z(t/= =/AT)>Zo при /=1, 2, ...,пг, оценивание параметра т с помощью (4.6); сглаживание флюктуационных ошибок измерения в соответствии с (4.8), (4.9) или более сложными алгоритмами фильтрации; контроль достоверности измерительного процесса, требующий проверки условия z[ri(n)]>z0(п) на каждом шаге измерений.

Приведенные в книге примеры использования МП иллюстрируют богатые возможности решения многих радиотехнических задач программным путем, причем повышенная разрядность, быстродействие и расширенный состав МПК нового поколения, к которому относится рассмотренный в книге комплект К1810, существенно расширяют область их применения в С помощью МП можно реализовать более сложные алгоритмы обработки сигналов, приближающиеся к оптимальным и, следовательно, улучшить технические и тактические параметры систем, придать им ряд новых функций. Так, высокая производительность микропроцессоров нового поколения значительно облегчает решение задачи объединения и совместной обработки информации от различных источников при создании радиотехнических комплексов. Становится возможным расширить комп-лексирование, увеличив степень интеграции устройств и систем, входящих в состав радиотехнического комплекса, для повышения точности и надежности его работы. От комплексирования в основном при вторичной обработке информации осуществляется переход к более глубокому комплексированию, включающему уровень первичной обработки. Эффективность такого перехода резко возрастает, если предусмотрено управление внутренней структурой комплекса при изменении решаемой задачи или условий ее решения, а также при отказах различных устройств и систем, входящих в состав комплекса.

Алгоритмы обработки наблюдений должны удовлетворять основным свойствам статистических оценок — состоятельности, несмещенности и эффективности, определенных в (6.84)., .(6.86).

Методики и алгоритмы обработки результатов оценки (контроля) динамических характеристик должны устанавливаться в стандартах и технических условиях на СИ конкретных типов и групп в зависимости от вида и порядка математической модели их динамических свойств. Вид л порядок динамической модели линейных стационарных СИ устанавливают в соответствии с ГОСТ 8.508-84.

Быстрое внедрение методов цифровой обработай сигналов •бъясняется рядом причин. Так, цифровые фильтры (ЦФ), осуществляющие цифровую обработку сигналов, позволяю! реализовать практически любые алгоритмы обработки сигналов, обеспечивают высокую гарантированную точность обработки сигналов, позволяю! осуществлять одновременную и независимую обработку нескольких сигналов.

В"; этом и предыдущих параграфах учебника показано, что практически все процедуры и алгоритмы обработки дискретных сообщений в передатчиках и приемниках УПС могут быть представлены в виде арифметических и логических операций над последовательностями чисел — кодовых символов и отсчетов сигналов. Выполнение этих операций можно организовать в виде программируемых вычислительных процедур при реализации УПС на базе универсальных или специализированных ЭВМ. Обычно для этого используются мини- и микроЭВМ.

Достоинства реализации УПС на программируемых цифровых вычислительных комплексах заключаются, во-первых, в гибкости, которая обеспечивается возможностью (с помощью смены программ) оперативно изменять структуру и алгоритмы обработки сообщений при передаче в зависимости от конкретных условий организации связи. Во-вторых, программные методы позволяют строить весьма сложные алгоритмы оптимальной обработки сообщений, в частности адаптационные алгоритмы, в которых отслеживаются изменения условий передачи сигналов в канале связи и в соответствии с этими изменениями перестраиваются характеристики и параметры сигналов и приемников. Кроме того, при цифровой реализации достигаются большие по отношению к аналоговым вариантам стабильность их параметров и точность выполнения операций по обработке сигналов, более высокая надежность УПС.

В такой стандартной постановке, когда заданы уравнения состояния (10.21) и наблюдений (10.19), задача калмановской фильтрации рассматривается в ряде работ [5, 47, 59], в которых показано, что ее решение можно получить программным способом в реальном масштабе времени с применением рекуррентных алгоритмов. На этом этап системного проектирования, в процессе которого определены алгоритмы обработки информационных сигналов разрабатываемой системы, можно считать законченным.