Разработка методов многокритериального синтеза сигналов и устройств обработки, обеспечивающих робастные качественные показатели системы, страница 25

В свою очередь МП с представлением данных в формате с плавающей точкой традиционно применяют для более точных и быстрых вычислений, чем МП с фиксированной точкой [38]. Однако использование аппарата теоретико-числовых преобразований, например числового преобразования Ферма, позволяет строить высокоточные и быстрые устройства цифровой обработки сигналов на МП с фиксированной точкой.

Следовательно, не существует однозначного подхода к выбору семейства МП. Как показывают исследования фирмы Motorola [39], применяемость критериев выбора семейства МП такова:

доступность.............................................................................................. 57 %,

репутация поставщика............................................................................. 43 %,

программное обеспечение....................................................................... 37 %,

набор команд............................................................................................ 31 %,

скорость обработки.................................................................................. 28 %,

архитектура.............................................................................................. 27 %,

наличие аналогов..................................................................................... 26 %,

количество корпусов................................................................................ 20 %,

количество источников питания............................................................. 16 %,

потребляемая мощность.......................................................................... 16 %.

Исходя из данных критериев, можно выделить три мировых лидера в области семейств неспециализированных МП. Это DSP5600x (фирмы Motorola), TMS320C5x (фирмы Texas Instruments) и ADSP21xx (фирмы Analog Devices). Данные семейства используют формат чисел с фиксированной точкой и имеют разрядность 16 и 24 бит. Типовые технические характеристики описываемых семейств МП приведены в табл. 3.1. Здесь АЛУ - арифметико-логическое устройство, МАС - умножитель со сдвигом, Shifter - устройство логического сдвига, HOST-интерфейс - интерфейс для подключения дополнительного МП.

Выбор конкретного МП из семейства также может проводиться по нескольким критериям, например по критерию производительности [121]. Однако при использовании данного критерия необходимо соблюдать определенную осторожность, т.к. время выполнения одного такта, обычно используемое для описания производительности, зависит не только от архитектуры МП, но и от тактовой частоты. Тактовая частота в свою очередь определяется технологией изготовления, следовательно, при оценке производительности необходимо учитывать возможность появления тех же моделей МП, но с более высокой тактовой частотой.

Критерий технического уровня, вводимый РД 50-149‑79 [120], также не является оптимальным для выбора МП, т.к. не учитывает такой важный в условиях рыночной экономики параметр как цена МП.

Исходя из вышесказанного, наиболее удобным для практического применения можно считать комбинированный критерий [39], учитывающий технические и экономические показатели качества МП [121]. При этом для каждого показателя качества pêà÷i вводится эталон pэтi и вычисляются относительные показатели качества qîòíi = pêà÷i /pэтi. Затем для каждого МП вычисляется комплексный качественный параметр

,

где bвесi - весовые коэффициенты, определяющие значимость каждого показателя качества, причем . На практике возможно использование одного весового множителя для группы схожих показателей качества (например емкостей ОЗУ и ПЗУ), тогда используется среднее значение относительного показателя качества qсрi по группе показателей. Оптимальным является МП обладающий минимальным Qкомп. Примеры расчета Qкомп для некоторых МП приведены в табл. 3.2. Как следует из анализа табл. 3.2, оптимальным в своем классе при заданных весовых множителях является МП ADSP2111 фирмы Analog Devices, который и будет использоваться для дальнейшего рассмотрения.

3.6.2. Разработка программного обеспечения устройства формирования и обработки фазоманипулированных сигналов

Для корректной разработки программного обеспечения устройства формирования и обработки ФМн сигналов необходимо прежде всего обосновать выбор схемотехнического варианта построения данного устройства. Основная проблема в рассматриваемом случае заключается в необходимости выполнения устройством нескольких функций, как то синтез последовательностей для формирования ФМн сигналов и синтез коэффициентов фильтра сжатия. При этом одновременная реализация функций формирования и обработки ФМн сигналов в однопроцессорных системах невозможна.

Данного недостатка лишена двухпроцессорная схема, в которой один МП осуществляет непрерывную обработку принимаемых ФМн сигналов, а при не-

обходимости второй МП производит формирование новых ФМн сигналов и коэффициентов фильтра сжатия. Структурная схема двухпроцессорной системы приведена на рис. 3.8. Наиболее просто такие системы можно реализовать на МП, имеющих HOST-интерфейс для подключения дополнительного МП, например на выбранном выше МП ADSP2111. Схема включения двух МП ADSP2111 для совместной работы приведена на рис. 3.9.

Таким образом, разработка программного обеспечения устройства формирования и обработки ФМн сигналов сводится к разработке программного обеспечения МП формирования и МП обработки ФМн сигналов. Рассмотрим более общий случай формирования и обработки сигналов на основе СП (см. п. 3.3.), который сводится к формированию и обработке традиционных ФМн сигналов при отсутствии несущей последовательности.

Для определенности будем полагать, что в качестве несущей последовательности использовался 11-элементный код Баркера (NH = 11), модулирующая последовательность имеет длину NM = 93, а обработка ведется по схеме на рис. 3.2. Выходным устройством схемы обработки является ВФ с числом коэффициентов M = 2NM = 186.