рефераты скачать

МЕНЮ


Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя

Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в развитии микроэлектроники, как в России, так и за рубежом прошел определенный этап, который позволил по иному посмотреть на проектирование современных радиотехнических приборов.

Возросла сложность приборов, но заметно уменьшились их габариты, что отражает общее развитие микроэлектронной элементной базы. Одну из ведущих ролей стали играть процессорные технологии, широко применяется цифровая обработка.

Современная система регистрации данных - это высокопроизводительный вычислитель, имеющий в своей основе процессор либо контроллер, накопитель информации большого объёма и высокоскоростные интерфейсы связи.

При построении системы регистрации необходимо учитывать все современные тенденции развития микроэлектроники. В первую очередь это микросхемы энергонезависимой памяти большого объёма. Прогресс именно в этой области позволяет построить компактную либо встраиваемую систему регистрации. Последние доступные решения в области микроконтроллеров позволяют применять такие интерфейсы как USB. В качестве основного звена, позволяющего совместить различные по интерфейсам узлы, могут применяться программируемые логические матрицы. Одна такая микросхема заменит десятки дискретных элементов, тем самым резко сокращая размеры системы регистрации. При этом потребляемая мощность будет минимальна и появится гибкость при построении аппаратной части.


1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя


Основным требованием, которое должно соблюдаться при осуществлении сопряжения разрабатываемой системы регистрации входных сигналов и промежуточных результатов обработки сигналов со специализированным вычислителем, является обеспечение штатного функционирования специализированного вычислителя без существенного ухудшения его динамических характеристик (не более 3 %).

В штатной работе специализированный вычислитель проводит измерения высоты и составляющих вектора путевой скорости с частотой 33 Гц. Цикл измерения разбит на два этапа:

- излучение и обработка результатов высотомерного канала;

- излучение и обработка результатов скоростного канала.

На рисунке 1.1 приведена циклограмма функционирования специализированного вычислителя. Из рисунка 1.1 видно, что процесс подготовки пакета скоростного канала, его излучения распределен по трем циклам работы специализированного вычислителя, в то время как выдача массива в разрабатываемую систему осуществляется в каждом цикле. На циклограмме работы показаны моменты времени, в которые вычислитель готов передать блок информации, относящийся к данному измерению. Из этого следует, что цикл работы разрабатываемого блока от приема информации до момента готовности принять очередной блок данных должен быть меньше 30 мс.

Такие исходные данные, как число импульсов в сеансе излучения, длительность излучения, период повторения импульсов, влияют на размер передаваемого блока информации. Передача информации из процессора 1879ВМ1 производится при помощи байтного скоростного интерфейса.

Скорость передачи информации составляет до 20 Мб/с. Работа этого интерфейса замедляет процессор на (12,5 - 15) %. Оптимальное время передачи информации составляет не более 5 мс, что приведет к снижению быстродействия системы на 2,5 %.


1.2 Выбор перечня и объема регистрируемой информации


Процессор ячейки АЦП-079-03, входящей в состав специализированного вычислителя, оперирует 32-х разрядными словами. Поэтому, данные, предназначенные для передачи от ячейки АЦП-079-03 к разрабатываемой системе регистрации данных, будут иметь минимальный размер, равный одному слову микропроцессора (32 бита).

Пакет данных для записи передается в систему регистрации данных на каждом цикле работы специализированного вычислителя. Для реализации последующей обработки информации, полученной в ходе испытаний, необходимо разделить пакеты между собой. Для этого каждый пакет начинается с определенного кода, являющегося признаком начала пакета и номера пакета. Также имеет смысл записывать внутреннее системное время специализированного вычислителя. Таким образом, для однозначной идентификации записанного пакета данных необходимы три следующих параметра:

-       признак начала пакета данных. Для исключения случайного совпадения кода начала пакета с данными, признак начала пакета должен иметь размер равный двум словам микропроцессора (8байт);

-       номер пакета. Исходя из условий технического задания, система регистрации данных должна обеспечивать время записи до 1 часа. При частоте прихода пакетов 1/33мс максимальное количество принимаемых пакетов будет порядка 11000 что меньше максимального числа, которое можно задать при помощи 32-х разрядного двоичного кода. Следовательно, для номера пакета можно использовать 1 слово микропроцессора (4 байта);

-       системное время. Для передачи системного времени достаточно 1 слова микропроцессора (4 байта).

Для полного анализа работы высотомера наряду с результатами обработки полученных данных необходимо также иметь априорные данные.

Априорные данные вертикального канала приведены в таблице 1.1.


Таблица 1.1 - Априорные данные вертикального канала.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

Regim

Режим работы изделия

4

Regim_RV

Разновидность режима работы

4

CodFwrk

Код частоты

4

Diapazon

Номер диапазона вертикального канала

4

CodLongAM

Длительность зондирующих импульсов

4

Blank

Признак «бланкирования» прямого сигнала

4

CodNonius

Код нониуса

4

Hmin

Начало интервала слежения (поиска)

4

Hmax

Конец интервала слежения (поиска)

4

KolDirok

Количество шумовых стробов в «свертке» сигнала

4

L0

Смещение начала «свертки» в пакете

4

Lsm

Ширина интервала построения «свертки»

4

CodARU

Код АРУ

4

Cod_AR

Код АР (подавления мощности излучения)

4

Cod_IZ

Код ИЗ (подавления мощности излучения)


Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала, приведены в таблице 1.2.


Таблица 1.2 - Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

SysRg

Регистр управления

4

Matr

Матрица состояния изделия

4

Prizn

Регистр признаков

4

Hi

Усредненная оценка высоты

4

Hirv

Мгновенная оценка высоты

4

Num_Swr

Количество отсчетов в «свертке» сигнала

4

Num_K

Количество обрабатываемых точек для доплеровского фильтра

4

FlagACP

Признак перегрузки АЦП

4

Max_Swr

Положение максимума «свертки»

4

Over_Min

Количество переполнения АЦП снизу

4

Over_Max

Количество переполнения АЦП сверху

4

Nap

Количество точек аппроксимации фронта

4

Im

Номер отсчета 1-го превышения порога

4

Nap_F

Признак аппроксимации фронта

4

Zahvat

Признак захвата сигнала вертикального канала

4

LngZhv

Признак исправности вертикального канала

4

CntZhv

Количество захватов сигнала вертикального канала

4

Num_Usr

Максимальное количество усреднений оценок высоты

4

P_Beg

Указатель начала магазина оценок высоты

4

P_End

Указатель конца магазина оценок высоты

4

Tek_Usr

Количество усреднений оценок высоты

4

Tek_K0

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты

4

Tek_K1

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты

4

Hv

Высота волны

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

STimer

Период записи оценок высоты

4

ATimer

Период записи оценок высоты (грубо)

4

CntRez

Счетчик количества измерений Hволны

4

FlagSM

Признак «суша/море»

4

Nak_ARU

Максимальное значение «свертки» для регулировки АРУ

4

Max_ARU

Порог для изменения шага регулировки АРУ

4

Min_ARU

Порог для изменения шага регулировки АРУ

1024

Swertka

«Свертка» сигнала вертикального канала


Переменные, хранящие априорные данные скоростного канала, приведены в таблице 1.3.


Таблица 1.3 - Переменные, хранящие априорные данные скоростного канал.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

Regim_SS

Признак измерения скорости

4

ModeAK

Режим измерения скорости (обычный или в неоднозначности)

4

DeltaAK

Программный нониус

4

Lsm_signal

Сигнальный строб скоростного канала

4

Lsm_noise

Шумовой строб скоростного канала

4

Nsm_SS

Программный нониус

4

Nu_Vob_I

Код вобуляции в пакете

4

Nu_Vob_F

Усредненный код вобуляции

4

Ntau0_SS

Среднее значение транспортных задержек

4

Flag_Sdv_BKF

Признак необходимости пересчета ВКФ


Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных по скоростному каналу, приведены в таблице 1.4.


Таблица 1.4 - Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

MiddleVobI

Средний период повторения импульсов в пакете

4

MiddleVobF

Средний период повторения импульсов после межпакетного усреднения

4

SpecRegim

Признак спецрежима для скоростного канала

4

OverDataBKF

Счетчик переполнения АЦП в скоростном канале

4

Dsp1

Дисперсия сигнала, принятого 1-й антенной

4

Dsp2

Дисперсия сигнала, принятого 2-й антенной

4

Dsp3

Дисперсия сигнала, принятого 3-й антенной

4

Li

Признак отбраковки ВКФ по дисперсии

4

L_Signal

Общий признак отбраковки ВКФ по дисперсии

4

P_BKF_Beg

Указатель начала магазина ВКФ

4

P_BKF_End

Указатель конца магазина ВКФ

4

Tek_BKF_Usr

Количество усреднений ВКФ

4

Step_BKF_Usr

Изменение количества усреднений ВКФ

4

Zero_F_BKF_SS

Зарезервировано

4

N_zhv_SS

Количество захватов в скоростном канале

4

Zahvat_SS

Признак захвата сигнала в скоростном канале

4

LngZhv_SS

Признак исправности скоростного канала

4

Cnt_Zahvat_SS

Счетчик захватов в скоростном канале

4

F_Max_SS12

Максимум 1-й ВКФ

4

F_Max_SS23

Максимум 2-й ВКФ

4

N_Max_SS12

Положение максимума 1-й ВКФ

4

N_Max_SS23

Положение максимума 2-й ВКФ

4

M_Wide_SS12

Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

P_Wide_SS12

Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

M_Wide_SS23

Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

P_Wide_SS23

Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

No_Koso_12

Признак запрета анализа искажения 1-й ВКФ

4

No_Koso_23

Признак запрета анализа искажения 2-й ВКФ

4

Wide1_SS

Ширина 1-й ВКФ

4

Wide2_SS

Ширина 2-й ВКФ

4

Ntau1_SSF

Транспортная задержка для 1-й ВКФ

4

Ntau2_SSF

Транспортная задержка для 2-й ВКФ

4

Ntau1_SS

Транспортная задержка для 1-й ВКФ с учетом ограничений

4

Ntau1_SS

Транспортная задержка для 2-й ВКФ с учетом ограничений

4

NtauF_1

Усредненная транспортная задержка для 1-й ВКФ

4

NtauF_2

Усредненная транспортная задержка для 2-й ВКФ

4

DelatNtau

Поправка для суммы транспортных задержек

4

SpeedVx

Продольная скорость

4

SpeedVy

Вертикальная скорость

4

SpeedVz

Поперечная скорость

4

Bsn

Угол сноса

4

SpeedVxi

Мгновенное значение продольной скорости

4

SpeedVzi

Мгновенное значение поперечной скорости

4

Bsni

Мгновенное значение угла сноса

4

SpeedVzF

Усредненная продольная скорость

4

BsnF

Усредненный угол сноса

4

P_Beg_SS

Указатель начала магазина оценок продольной скорости

4

P_End_SS

Указатель конца магазина оценок продольной скорости

4

Tek_Usr_SS

Количество усреднений в продольном канале

4

Step_Usr_SS

Изменение количества усреднений в продольном канале

4

Tek_K0_SS

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости

4

Tek_K1_SS

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости

64

F_BKF12_SS

1-я ВКФ

64

F_BKF23_SS

2-я ВКФ

2048

-

Сигнал скоростного канала (1-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (2-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (3-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (4-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (5-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (6-й срез)

2048

-

Сигнал скоростного канала (7-й срез)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.