Signallarga raqamli ishlov berish tizimlari arxetekturasi

|
Signallarga raqamli ishlov berish tizimlari arxetekturasi
|
bet | 4/5 | Sana | 19.01.2024 | Hajmi | 1,3 Mb. | | #140743 |
Bog'liq 2-MUSTAQIL ISHSignallarga raqamli ishlov berish tizimlari arxetekturasi Signallarga raqamli ishlov berish tizimlari (Digital Signal Processing - DSP) arxitekturasi, signalni raqamli ko'rsatkichlarga aylantirish, tahlil qilish, va boshqarish uchun mo'ljallangan tizimni tushunishda juda muhimdir. DSP arxitekturasi quyidagi muhim xususiyatlarga ega bo'ladi:
Analogdan Raqamli (ADC) va Raqamdan Analog (DAC) Ko'rsatkichlar: DSP tizimi uchun kirish va chiqish qilish uchun analog signalni raqamli ko'rsatkichlar (ADC) orqali raqamli ko'rsatkichga o'girish va raqamli signallarni analog ko'rsatkichlar (DAC) orqali analogga aylantirish uchun mo'ljallangan. DSP, shu usulda analog va raqamli signal almashinuvini amalga oshiradi.
Ishlovchi Yadro (Processor Core): DSP arxitekturasida ishlovchi yadro, amaliy ma'lumotlar va algoritmalar ishlash uchun mo'ljallangan xususiy qism bo'ladi. DSP yadrolari odatda kompyuter arxitekturasidan farqli ravishda signalni tez va samarali boshqarish uchun optimallashtiriladi.
Raqamli Signal Tahlili: DSP tizimlari, signalni tahlil qilish va aniq ma'lumotlarni olish uchun ko'p xil algoritmalar va tahlil usullari qo'llaydi. Bu orqali, signal statistikasi, frekvensiyalari, va boshqa xususiyatlari o'rganish mumkin.
Digital Filterlar: DSP arxitekturasi, filtrlash amalini bajarish uchun maxsus birlashmalarga ega bo'ladi. FIR (Finite Impulse Response) va IIR (Infinite Impulse Response) filtrlari, DSP tizimlari orqali signalni filtrlashda o'rnatiladi.
FFT (Fast Fourier Transform) va IFFT (Inverse Fast Fourier Transform): DSP tizimlari signalni fur'er tahlil qilish uchun FFT va inversti FFT algoritmalarini o'z ichiga oladi. Bu, signalni frekensiyalar bo'yicha tahlil qilish va tizimni tushunishda juda samarali bo'ladi.
Miqdorlar va Registrlar: DSP tizimlari odatda bir nechta miqdorlar va registrlar bilan taminlangan. Bu, massiv parallellik va yuqori tezlikda amal bajarish uchun mo'ljallangan.
O'zaro Bog'lovchi Tarmoqlar (Interconnects): DSP arxitekturasi uchun tizimda o'zaro bog'lovchi tarmoqlar juda muhimdir. Signalni bir yerdan boshqa yerga uzatish va qaytarishda samarali ishlovchi tizimni ta'minlash uchun buni rivojlantirish muhimdir.
Energetika Quvvati va Qo'ziqlar: DSP tizimlari, eng kam energiya bilan samarali ishlovchi bo'lishi uchun energiya quvvati va qo'ziqlarni sifatli boshqarishga e'tibor beradi.
DSP arxitekturasi, signalni tez va samarali boshqarishda tizimni maksimal samaraga olib kelish uchun rivojlantiriladi. U, musiqa, telekommunikatsiya, avtomobil tizimlari, tibbiyot, radar, va boshqa bir qator sohalarda samarali foydalaniladi.
Fizik tashuvchilardan axborotni chiqarib olish uchun asosiy vosita bu signal hisoblanadi. Signallarga misol sifatida telefon so’zlashuvini tashkil qiladigan mikrofon zanjiridagi tok, tasvirlani nurining yorqinligi orqali telivezordan qabul qilish, radiouzatgish antennasidagi tok va boshqa ko’pgina misollarni keltirish mumkin.
Shundan kelib chiqgan holda, signal bu – amaliy jihatdan ko’p hollatlarda vaqt ichida oquvchi obektiv jarayondir. Axborot hisoblash tizimlarida o’zi tomonidagi jarayonning nazariyasini emas balki, signalning analitik ta’rifini matematik modellar yordamida amalga oshirish qaraladi. Ko’pgina hollarda barcha signallar aniq fizik koordinatalarda qiymatlari berilgan funksiya sifatida qaralib kelinadi.
Bu ma’noda signallarni bir o’chovli (vaqtga bog’liq holda), tekislikda
berilgan ikki o’lchovli (misol uchun xar xil tipdagi tasvirlarni), uch o’lchovli ( misol uchun fazodagi ob’ektlar) ni keltirish mumkin.
Bunday signallarni matematik tavsiflanishi tegishli ravishda bir, ikki, va uch o’zgaruvchi bo’ladi. Albatta bu erda nafaqat skalyar funksiyalarni sifatida foydalanish emas balki ancha qiyin modellarini kompleks va vektor funksiyalarni qulay foydalanish mumkin.
Signallarga raqamli ishlov berishdan maqsad turli o’zgartirishlar orqali ularni
samaradorlik bilan uzatish, saqlash va axborotni ajratib olishdan iborat.
Keying vaqtlarda keng rivojlangan signallarga raqamli ishlov berish usullari bir qator afzalliklarga ega:
- umuman olganda signallarga ishlov berishning xar qanday murakkab algoritmlarini amalga oshirish mumkinligini amalga oshirish mumkinligini va ushbu signallarga ishlov berish algoritmlarini real vaqtda amalga oshirish imkoniyatini beruvchi elementlar bazasi borligi;
- raqamli qurilmalar yuqori aniqlikda ishlov imkoniyatini beruvchi algoritmlarning yaratilganligi va mavjudligi;
- nazariy jixatdan uzatilayotgan xabarlarni xalaqitbardosh kodlardan foydalanib uzatish va saqlash saqlash natijasida xatosiz qayta tiklash imkoniyatining borligi raqamli signallarga xosdir.
Yuqoridagi afzalliklarni amalga oshirish diskret signallar va elementar zanjirlar xaqidagi asosiy ma’lumotlarga ega bo’lish darajasiga bog’liq.
Siganl kauzal deyiladi qachonki u barcha real signallar vaqt boshlanishida paydo bo’ladigan signallarga aytiladi. Agar signalning qiymati qaysidir vaqt oralig’ida qaytarilsa bunday signallar davriy signallar deyiladi.
Bugungi kunda qo‘yidagi tipdagi signallarga asosiy e’tibor qaratilmoqda:
- Nutqiy signallar, misol uchun kundalik hayotda ishlatiladigan (telefonda gaplashish, radio eshitish );
- Beomedik signallar (elektroensefalogramma, miya signallari );
- Ovozli va audiosignallar;
- Video va telerasmlar;
- Radar signallari (berilgan diapazonda ma’lum bir maqsadga yo‘naltirilgan izlanishlarda qo‘llaniladigan ).
Tabiatda uchraydigan ko‘pgina signallar o‘zining analogli formasiga ega bo‘lib, vaqt bo‘yicha uzliksiz o‘zgaradigan va misol uchun ovozli to‘lqin ko‘rinishida fizik kattaligi bo‘yicha ta’riflanadi. Odatda raqamli signallarni qayta ishlashda ishlatiladigan anolog signallar bir xil oraliqli vaqt intervalida raqamli ko‘rinishga keltiriladi.
Ko‘pincha raqamli signallarni spektr qiymatlarini olib yoki qo‘lay formaga keltirish orqali qayta ishlash interferensiyalardan yoki shumlardan bartaraf etish, signallarni siliqlash, siqish, tanishda katta yordam beradi.
Bugungi vaqtda signallarga raqamli ishlov berish ko‘pgina, avval anologli usullarda ishlatiladigan sohalarda tashqari yangi anologli qurilmalarda bajarib bo‘lmaydigan sohalarda qo‘llanilmoqda. Signallarga raqamli ishlov berishning jozibaliligi quyidagi asosiy qulayliklarga bog‘langan.
- Aniqlilikning kafolatlanganligi. Aniqlilik ishlatilgan bitlar soniga qarab aniqlanadi.
- Mutloqo aks ettirish. Raqamli yozuvga signallarga raqamli ishlov
berish usullarin qo‘llash orqali signal sifatiga zarar etkazmagan holda ko‘p marta nusxalash yoki aks ettirish mumkinligi.
-Moslashuvchanlik. Signallarga raqamli ishlov berish tizimi orqali qurilmani o‘zgartirmasdan xar xil funksiyalarni bajarilishini qayta dasturlashtirish mumkinligi.
- Yuqori darajadagi unumdorlik. Signallarga raqamli ishlov berishni
signallarni analogli qayta ishlab bo‘lmaydigan vazifalarini bajarilishida qo‘llash mumkin.
Misol uchun chiziqli fazoviy xarakteristikalarini olgan holda murakkab adaptiv filtrlashlarni amalga oshirish masalalarida qo‘llanilishi.
Tezlik va xarajatlar. Keng polosali signal uchun signallarga raqamli
ishlov berishning loyihalari qimmat bo‘lishi mumkin. Hozirgi vaqtda keng polosali signallarni qayta ishlashda ishlatiladigan tezkor ATSP (analograqamli/raqamlianalogli keltirgichlar) lar yo qimmat yoki keng polosali signallarga kerakligicha ishlov berishning imkoniyatining etishmasligidadir.
Ishlov berish vaqti. Signallarga raqamli ishlov berish metodikasi yoki raqamli ishlov berishning dasturiy vositalaridan foydalanish bilan tanish bo‘lmaslik qo‘yilgan vazifalarni sifatli bajarish juda ko‘p vaqtni yoki umuman bajarib bo‘lmasligi mumkin.
Signallarga raqamli ishlov berishdan maqsad turli o‘zgartirishlar orqali ularni samaradorlik bilan uzatish, saqlash va axborotni ajratib olishdan iborat. Keyingi vaqtlarda keng rivojlangan signallarga raqamli ishlov berish usullari bir qator afzalliklarga ega:
- umuman olganda signallarga ishlov berishning har qanday murakkab algoritmlarini amalga oshirish mumkinligi va ushbu signallarga ishlov berish algoritmlarini real vaqtda amalga oshirish imkoniyatini beruvchi elementlar bazasi borligi;
- raqamli qurilmalar yuqori aniqlikda ishlash imkoniyatini beruvchi
algoritmlarning yaratilganligi va mavjudligi;
- nazariy jihatdan uzatilayotgan xabarlarni halaqitbardosh kodlardan foydalanib uzatish va saqlash natijasida xatosiz qayta tiklash imkoniyatining borligi raqamli signallarga xosdir.
Yuqoridagi afzalliklarni amalga oshirish diskret signallar va elementar zanjirlar haqidagi asosiy ma’lumotlarga ega bo‘lish darajasiga bog‘liq.
Qo‘llanilish sohalar:
Signallarga raqamli ishlov berish (SRIB)– bu zamonaviy elektronikada sohasida tezkor rivojlanayotgan va raqamli protsessorda boshqariluvchi raqamli ko‘rinishdagi axborotlardan tashkil topgan barcha sohalarda qo‘llaniladi.
SRIBning qo‘llanilish sohalariga qo‘yidagilarni keltirish mumkin;
Rasmlarni qayta ishlash
- tasvirlarni tanish;
- mashinali ko‘rish;
- rasmlarni sifatini yaxshilash;
- faksimile;
- sputnikli kartalar;
- animatsiya.
Insturmental vositalar
- spekral analiz;
- vaziyatni boshqarish va tezlik;
- shumni pasaytirish;
- axborotni siqish.
- Ovoz/audio
- ovozni tanish;
- ovozni sintez qilish;
- raqamli audiotizimlar;
- tenglashtirish.
Harbiy maqsadda
- xavfsiz aloqa;
- radarlar bilan ishlash;
- raketalarni boshqarish.
- Telekommunikatsiya
- exolarni bartaraf etish;
- adaptivli tenglashtirish;
- videokonferensiya – aloqa;
- ma’lumotlarni uzatish.
Biomeditsina
- bemorlarni kuzatish;
- skanerlash;
- elektroensefalogrammani analiz qilish;
- rentgen tasvirlarini saqlash va yaxshilash.
Istemolchi maqsadida
- raqamli mobil telefonlar;
- universal mobil aloqa tizimlari;
- raqamli televedeniya;- animatsiya.
Insturmental vositalar
- spekral analiz;
- vaziyatni boshqarish va tezlik;
- shumni pasaytirish;
- axborotni siqish.
Ovoz/audio
- ovozni tanish;
- ovozni sintez qilish;
- raqamli audiotizimlar;
- tenglashtirish.
Bir qarashda SRIB ning qo‘llanilish sohasini yuqorida keltirilganlardan tashqari boshqa sohalarni ham keltirish mumkin.
|
| |