• SHARC SIGNAL PROTSESSORLARI VA ISHLASH PRINSIPI Guruh: KI-13-19
  • Sharc signal protsessorlari va ishlash prinsipi




    Download 30,65 Kb.
    Sana10.12.2023
    Hajmi30,65 Kb.
    #115035
    Bog'liq
    Sharc signal protsessorlari va ishlash prinsipi-fayllar.org


    Sharc signal protsessorlari va ishlash prinsipi




    TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI 
    Qarshi filiali 
    Tizimlar va signallarni qayta ishlash fanidan 
    MUSTAQIL ISH
    Mavzusi: SHARC SIGNAL PROTSESSORLARI VA 
    ISHLASH PRINSIPI 

    Guruh: KI-13-19 


    Bajardi: Mansurov Sharof 



    SHARC - bu 32-bitli signal protsessorlari bilan mos keladigan dasturiy va


    apparat qurilmalari oilasi. ADSP-218x oilasining 16-bitli protsessorlari bilan
    deyarli bir vaqtda keng ommaga taqdim etilgan.
    ADSP-2106x oilasining 32-bitli protsessorlari (SHARC - Super Garvard
    Architecture Computer) 1994 yilda yuqorida tavsiflangan ADSP-218x oilasining
    16-bitli protsessorlari bilan deyarli bir vaqtda keng ommaga taqdim etilgan. Aynan
    o'sha paytda texnologiya taraqqiyoti kremniyda yuqori hisoblash tezligi, katta ichki
    xotira, tashqi dunyo bilan ma'lumot almashish uchun boy imkoniyatlar, kam
    quvvat iste'moli va foydalanish qulayligini uyg'unlashtirgan yangi yuqori samarali
    arxitekturani amalga oshirish imkonini berdi. dasturlash. Skeptiklarning
    ta'kidlashicha, bozorga taqdim etilgan arxitektura chipdagi juda ko'p tranzistorlar
    (30 milliondan ortiq) tufayli ishlamay qoladi, bu tabiiy ravishda muvaffaqiyatsiz
    bo'ladi, ammo amaliyot buni ko'rsatdi. Bugungi kunga kelib, ANALOG DEVICES
    ushbu protsessorlarning 50 dan ortiq modifikatsiyalarini seriyali ishlab chiqaradi,
    bu esa kompaniyaga 32 bitli raqamli signal protsessorlarining jahon bozorida haqli
    ravishda etakchi o'rinni egallashga imkon berdi.
    Arxitektura haqida batafsilroq to'xtalib o'tamiz, garchi u ko'plab nashrlarning
    mavzusi bo'lgan [1, 4, 5]. Jahon bozoridagi boshqa bir qator 32-bitli signal
    protsessorlaridan farqli o'laroq, SHARC arxitekturasi uning ishlashini
    cheklaydigan deyarli hech qanday to'siqlarga ega emas. Ushbu oilaning barcha
    protsessorlari beshta asosiy qismdan iborat - yuqori samarali yadro, katta ikki
    portli statik operativ xotira, kuchli kiritish-chiqarish protsessor va tashqi dunyo
    bilan aloqa porti, ichki ajratilgan buyruqlar va ma'lumotlar avtobuslari bilan
    birlashtirilgan:
    Yadro tarkibiga quyidagilar kiradi:
    *maxsus registr faylida saqlanadigan ma'lumotlar bo'yicha arifmetik va
    mantiqiy operatsiyalarni (16 ta bir xil 40 bitli registrlarning 2 to'plami sifatida
    tashkil etilgan), shu jumladan bitta mashina uchun to'plash bilan ko'paytirishning
    ikki tomonlama operatsiyalarini bajaradigan uchta mustaqil parallel hisoblash



    qurilmalaridan iborat hisoblash birligi. sikl, bitni manipulyatsiya qilish, siljish


    operatsiyalari va boshqalar. Ikki teng almashinadigan registrlar to'plamiga ega
    registr faylining mavjudligi, bir tomondan, real vaqt rejimida tizimlarda zarur
    bo'lgan uzilishlarga tezkor javob berish imkonini beradi. boshqa tomondan, yuqori
    darajadagi dasturlash tillari uchun samarali kompilyatorlarni amalga oshirish, bu
    oilaning protsessorlarini dasturlash jarayonini sezilarli darajada osonlashtiradi;
    *16-bitli protsessorlarda bo'lgani kabi, hisoblash blokini qulay ishlash va
    moslashuvchan xotira manzillash rejimlari bilan ta'minlaydigan, ichki xotira
    blokining ikkita belgilangan massivlariga bir vaqtning o'zida kirishni
    ta'minlaydigan ikkita mustaqil ma'lumotlar manzili generatorlari va halqali
    buferlarni tashkil qilish uchun boy imkoniyatlarga ega. xotirada;
    32x48 bit chuqurlikdagi o'rnatilgan yo'riqnoma keshi bilan birgalikda bir
    mashina siklida deyarli barcha ko'rsatmalarni (shu jumladan ko'p funktsiyali) olish
    va bajarishga imkon beradigan boshqaruv moslamasi, uzilishlarga tezkor javob
    berish va tsikllar va quyi dasturlarda boshqaruv uzatishni qayta ishlash. mashina
    aylanishini yo'qotmasdan.
    Ikki portli operativ xotira ikkita xotira blokidan iborat bo'lib, ularning har biri
    8, 16 va 32 bitli so'zlar shaklida tashkil etilishi mumkin bo'lgan 48 bitli
    ko'rsatmalar va ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatilishi mumkin. Ichki operativ
    xotira arxitekturasining shubhasiz afzalligi shundaki, unda saqlangan
    ma'lumotlarga kirish protsessor yadrosidan ham, har qanday tashqi qurilmadan
    ham (to'g'ridan-to'g'ri protsessorning tashqi avtobusiga yoki ketma-ket portga
    ulangan) bir vaqtning o'zida va teng darajada muvaffaqiyatli amalga oshirilishi
    mumkin. ulanish portlaridan biriga yoki boshqa protsessorga).
    I/U protsessori quyidagilardan iborat:
    10 ta to'g'ridan-to'g'ri kirish kanallarining ishlashini tezkor boshqaruvchi,
    ma'lumot almashish jarayonida hisob-kitoblarni to'xtatmaydigan real vaqt



    tizimlarining ishini samarali tashkil etish imkonini beruvchi to'g'ridan-to'g'ri


    xotiraga kirish kontrolleri;
    ko'p kanalli vaqt almashishni qo'llab-quvvatlaydigan ikkita to'liq dupleks
    dasturlashtiriladigan sinxron ketma-ket portlar;
    ko'p protsessorli tizimlardagi protsessorlar o'rtasida tezkor ma'lumot
    almashish uchun mo'ljallangan oltita yuqori tezlikdagi 4 bitli ulanish portlari.
    Tashqi dunyo bilan aloqa porti quyidagilardan iborat:
    protsessorga ichki avtobuslar va bit bilan boshqariladigan kiritish-chiqarish
    bayroqlarini olib keladigan ichki avtobus manzili/ma'lumotlar multipleksorlari;
    master-slave arxitekturasi bilan ko'p protsessorli tizimni tashkil qilish
    imkonini beruvchi xost porti;
    ko'p protsessorli interfeys, bu qo'shimcha apparat xarajatlarisiz bitta
    avtobusda oilaning oltitagacha protsessorlarini bir vaqtning o'zida ishlashini
    ta'minlaydi. Bunday holda, barcha protsessorlar uchdan oxirigacha manzillash
    bilan bitta xotira massiviga birlashtiriladi.
    Yuqorida aytilganlarga qo'shimcha ravishda, har bir protsessor standart JTAG
    portini o'z ichiga oladi, u sxema ichidagi emulyatsiya rejimida haqiqiy tizimlarni
    disk raskadrovka qilish uchun ishlatiladi. Ayni paytda oila 4 ta protsessor modelini
    o'z ichiga oladi, ularning har biri ta'minot kuchlanishi, korpus turi, maksimal tezligi
    va ish harorati oralig'ida farq qiluvchi bir nechta modifikatsiyaga ega. Ularning
    xarakteristikalari bo'yicha qisqacha jadval quyida keltirilgan, jadvalga qarang. Shu
    bilan birga, ADSP-21060 va ADSP-21062 modellarining protsessorlari bir-biriga
    to'liq mos keladigan apparatdir va bir-biridan faqat xotira hajmida farqlanadi.
    ADSP-21061 protsessorlari ADSP-21060/62 protsessorlari bilan apparat mosligini
    saqlab qolgan holda, xotirasi kamroq va ulanish portlari yo'q.
    ADSP-21065L modelining protsessorlari bir-biridan biroz farq qiladi, chunki
    ular faqat oilaning boshqa protsessorlari bilan dasturiy ta'minotga mos keladi,



    tashkiliy moslashuvchanlikda ba'zi cheklovlar bilan eng kichik xotira hajmi. Biroq,


    bu cheklovlar eng yuqori ish tezligi, PWM modulyatorining chiqishi, ketma-ket
    portlarning qo'shimcha apparat imkoniyatlari va juda jozibali narx bilan qoplanadi
    - atigi $ 10 (etkazib berish narxi 100 000 yoki undan ortiq paketda etkazib
    berilganda). , bojxona to'lovlari va QQS). Yuqorida tavsiflangan arxitektura SISD
    SHARC - Single Instruction, Single Data deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda,
    bitta ko'rsatma doirasida faqat bitta ma'lumotlar to'plamini qayta ishlash mumkin -
    uchta suzuvchi nuqta operatsiyalari. Biroq, yangi texnologiyalar paydo bo'lishi va
    kichikroq geometriyaga ega kristallar ishlab chiqarishga o'tish bilan ham, SISD
    arxitekturasi hisoblash samaradorligini sezilarli darajada oshirishga imkon
    bermaydi, taxminan 200 MFLOPS (soniyada millionlab suzuvchi nuqta
    operatsiyalari) bilan cheklanadi. . Shunday qilib, 1999 yilda ANALOG DEVICES
    32 bitli protsessorlarning yangi avlodini taqdim etdi.
    Keyingi avlod 32-bitli SHARC signal protsessorlari
    ADSP-2116x - SIMD SHARC (Single Instruction, Multiple Data) - 600-1200
    MFLOPS protsessor. Ishlashning bunday o'sishi kristallarning kichikroq
    geometriyasiga ega bo'lgan yangi texnologiyadan foydalanish tufayli ham, yana
    uchta kompyuter va ikkita registrlar to'plamiga ega hisoblash blokining qo'shilishi
    tufayli mumkin bo'ldi. Bu protsessorga mashina siklida oltitagacha suzuvchi nuqta
    operatsiyalarini bajarishga imkon berdi. Protsessorlar yadro kuchlanishi 2,5 V
    bo'lgan eng yangi texnologiyadan foydalangan holda qurilgan. Ushbu oilaning
    birinchi protsessori ADSP-21160M 2000 yilda ommaviy ishlab chiqarishga
    kirishishi kerak. ADSP-TS-001 (TigerSHARC) signal protsessorlarining printsipial
    jihatdan yangi avlodi bo'lib, u butun son formatidagi 8, 16 va 32 bitli ma'lumotlar,
    shuningdek, suzuvchi nuqta formatidagi 32 bitli ma'lumotlar bilan samarali ishlash
    imkonini beradi. Shu bilan birga, hisob-kitoblarning maksimal ishlashi "suzuvchi"
    formatdagi 32 bitli ma'lumotlar uchun 1200 MFLOPSdan (suzuvchi nuqta formati)



    butun son formatidagi 8 bitli ma'lumotlar uchun soniyada 8 milliard


    operatsiyagacha o'zgaradi. Ushbu protsessorlarning birinchi namunalari 2000
    yilning ikkinchi yarmida kutilmoqda.
    Jadval. Savdoda mavjud bo'lgan (2000 yilda) SHARC oilasining raqamli
    signal protsessorlarining umumiy xususiyatlari (ADSP-2106x)
    Foydalanish qulayligi mezoni. 32 bitli suzuvchi nuqtali protsessor nuqtadan
    foydalanish osonroq va tezda topish imkonini beradi 16 bitdan ortiq tijoriy dastur
    tuzatildi nuqta. Buning sababi suzuvchi nuqta protsessorining arxitekturasida
    yotadi. nuqta. Standart ish stantsiyalarida simulyatsiya bilan muvofiqlik IEEE va
    masshtablash zaruratini yo'q qilish ikkita aniq foydalanish qulayligining
    afzalliklari. Algoritm amalga oshirilganda foydalanish paytida ishlab chiqish uchun
    sarflangan signalni qayta ishlash vaqti katta manzil maydoni va keng bo'lgan
    yuqori darajadagi tillar dinamik diapazon talab qilinadigan vaqtdan kamroq bo'ladi
    assembler kodlash.
    ADSP 2106x protsessorida uchta mustaqil hisoblash qurilmasi mavjud:
    arifmetik mantiq birligi (ALU), akkumulyator ko'paytmasi bilan sobit nuqta va
    kesish moslamasi. Hisoblash qurilmalari ma'lumotlarni uchta formatda qayta
    ishlash: 32 bitli sobit nuqta, 32 bit va 40 bitli suzuvchi nuqta. suzuvchi
    operatsiyalar nuqta - IEEE standartining yagona aniqligi. 32 bit formati bilan



    suzuvchi nuqta formati IEEE standartiga va 40 bitli formatga mos keladi IEEE


    High Accuracy standartida sakkizta qo'shimcha kichik mavjud mantisaning
    raqamlari. ALU arifmetik va mantiqiy operatsiyalarning standart to'plamini
    bajaradi suzuvchi nuqta va sobit nuqta formatlari. Multiplikator bajaradi sobit va
    suzuvchi nuqta bilan ko'paytirish, shuningdek, operatsiyalar belgilangan nuqta
    bilan ko'paytirish/qo'shish va ko'paytirish/ayirish. O'zgartirgich mantiqiy va
    arifmetik siljishlarni, bilan operatsiyalarni bajaradi bitlar, bit maydonini kiritish va
    uni ajratib olish, shuningdek, topish operatsiyasi taxminan 32 bit operandlar.
    Hisoblash qurilmalari operatsiyalarni bir tsiklda bajaradi; hisoblash yo'q
    konveyer. Ular bir-biriga parallel ravishda bog'langan. Har qanday qurilmaning
    chiqishi keyingi siklda har qanday boshqasining kirishi bo'lishi mumkin. Ko'p
    funktsiyali Hisob-kitoblarda ALU va multiplikator mustaqil ravishda va bir
    vaqtning o'zida operatsiyalarni bajaradi.
    Universal ma'lumotlar registr fayli ma'lumotlarni uzatish uchun ishlatiladi
    hisoblash qurilmalari va ma'lumotlar avtobuslari o'rtasida, shuningdek saqlash
    uchun oraliq natijalar. Tez kontekstni almashtirish uchun registr faylida ikkita
    registrlar to'plami mavjud (asosiy va ikkilamchi) har biri o'n oltita registr. Barcha
    registrlar 40 bitdan iborat. Roʻyxatdan oʻtish protsessordagi fayl o'rtasida uzluksiz
    ma'lumotlar oqimini ta'minlaydi hisoblash qurilmalari va ichki xotira.
    Ikkita maxsus manzil generatorlari va dasturlash mashinasi mavjud dastur
    xotiraga kirganda adreslash. dasturiy ta'minot mashinasi va ma'lumotlar manzili
    generatorlari bilan hisoblash operatsiyalarini bajarish uchun javobgardir maksimal
    samaradorlik, chunki hisoblash qurilmalarining o'zi faqat ma'lumotlarni qayta
    ishlash bilan shug'ullanadi. Yo'riqnoma keshidan foydalanish ADSP 2106x bir
    vaqtning o'zida ko'rsatmalarni (keshdan) va ikkitasini olishi mumkin. ma'lumotlar
    operandisi (xotiradan). Ma'lumotlar manzili generatorlari ruxsat beradi aylanma
    ma'lumotlar buferlarini tashkil qilish. Dastur mashinasi dastur xotirasidagi
    buyruqlarni adreslashni amalga oshiradi. U tsiklning takrorlanishini nazorat qiladi
    va shartli buyruqlarni qo'llab-quvvatlaydi. Rahmat ichki halqa hisoblagichi va sikl



    stek, protsessor dasturni bajaradi nol yo'qotish bilan tsikl. Buning uchun aniq o'tish


    buyruqlari talab qilinmaydi aylanish yoki kamaytirish va hisoblagichni tekshirish.
    Protsessorda ko'rsatmalarni bajarishning yuqori tezligiga erishiladi olish,
    dekodlash va bajarish sikllarining ketma-ketligi. Agar unday bo'lmasa dekodlash
    davri bor edi, keyin tashqi xotiradan foydalanganda qo'ng'iroqni yakunlash uchun
    ko'proq vaqt ketadi.
    Ma'lumotlar manzili generatorlari (DAG) ma'lumotlarni uzatishda adreslashni
    ta'minlaydi xotira va registrlar o'rtasida. Ikkita ma'lumot manzili generatorlari
    ruxsat beradi protsessor bajarilayotganda bir vaqtning o'zida ikkita operand uchun
    manzillarni chiqaradi o'qish yoki yozish operatsiyalari. DAG1 32 bitli xotira
    manzillarini yaratadi ma'lumotlar. DAG2 24 bitli dastur xotira manzillarini hosil
    qiladi. Har bir generatorda sakkizta manzil registrlari, sakkizta registrlar mavjud
    modifikatsiyalar va sakkizta uzunlik registrlari. Bilvosita manzillash uchun
    ishlatiladigan ko'rsatgich ma'lum bir qiymat bilan o'zgartirilishi mumkin xotiraga
    kirishdan oldin (oldindan o'zgartirish) yoki xotiraga kirishdan keyin ro'yxatdan
    o'ting xotiraga (modifikatsiyadan keyingi). Bajarish uchun uzunlik registridan
    foydalaniladi dumaloq ma'lumotlar buferi uchun avtomatik modul manzillash, va
    aylana bufer xotirada ixtiyoriy chegaralarga joylashtirilishi mumkin. Har bir DAG
    registrida bo'lishi mumkin bo'lgan qo'shimcha registr mavjud kontekstni tez
    almashtirish uchun faollashtirilgan.
    Ko'p protsessorli tizimlar odatda ikkita aloqa sxemasidan birini qo'llaydi
    protsessorlar o'rtasida. Birinchi sxemada nuqtadan nuqtaga ulanish amalga
    oshiriladi. DA umumiy global xotiraga boshqa ulanish orqali umumiy parallel
    avtobus. ADSP 2106x SHARC nuqtadan nuqtaga ulanishni ta'minlaydi oltita
    ulanish portlari orqali. Aloqa bo'lgan ko'p protsessorli tizim deb nomlangan
    umumiy parallel avtobus orqali amalga oshiriladi klasterli ko'p protsessorli tizim.
    Klasterning o'ziga xos xususiyatlari ADSP 2106x ko'p protsessorli tizimlar ushbu
    bobda tasvirlangan va ulanish nuqtadan nuqtaga ushbu qo'llanmaning Bog'lanish
    portlari bo'limida tasvirlangan. Ko'p protsessorli tizimni yaratishda ikkita



    muammoni hal qilish kerak: interprotsessor bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha


    xarajatlar aloqa va cheklangan ma'lumotlar o'tkazuvchanligi. Arxitektura ADSP
    2106x SHARC bu muammolarni bir necha usul bilan hal qiladi. (Ko'p protsessorli
    tizimlarning uchta asosiy turi tavsifi uchun quyida ko'ring.)
    ADSP 2106x SHARC multiprotsessorli oqim uchun ideal ilovalar, chunki u
    o'rtasidagi ma'lumotlar buferlariga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi protsessorlar va
    tashqi xotira. Odatda ichki SHARC xotirasi ko'pchilik uchun kod va ma'lumotlarni
    o'z ichiga oladigan darajada katta ushbu ulanish sxemasidan foydalanadigan
    ilovalar. Barcha oqim tizimlari uchun orqali ulash uchun bir nechta SHARC
    protsessorlari va signallarni talab qiladi nuqtadan nuqtaga naqsh. Ushbu yondashuv
    joyni sezilarli darajada tejashga olib keladi. taxta, tizimning murakkabligi va
    narxini pasaytiradi.
    Klasterli ko'p protsessorli tizim ilovalar uchun eng mos keladi etarli
    moslashuvchanlik talab qilinadigan joylarda. Bu, ayniqsa, tizimda to'g'ri keladi
    ko'p turli vazifalarni bajarishi kerak, ba'zilari bo'lishi mumkin bir vaqtning o'zida
    yugurish. Klaster ko'p protsessorli konfiguratsiya tizimi shaklda ko'rsatilgan. 7.3.
    SHARC protsessorlari ham xost interfeysiga ega, bu klasterga xost protsessor bilan
    yoki u bilan osongina bog'lanish imkonini beradi boshqa klaster. Klaster ko'p
    protsessorli tizimlar ko'plab protsessorlarni o'z ichiga oladi SHARC parallel
    avtobus orqali ulanadi, bu imkon beradi joylashgan ichki xotiraga protsessorlararo
    kirish on-chip, shuningdek umumiy global xotiraga kirish. DA odatdagi klasterda
    oltitagacha SHARC protsessorlari va xost protsessorlari bo'lishi mumkin avtobusni
    haydash. Chipdagi avtobus arbitraj mantig'i bu protsessorlarga bir xil avtobusni
    almashish imkonini beradi.
    To'lqinli signal transformatsiyasi - bu spektral tahlilning umumlashtirilishi,
    uning tipik vakili klassik Furye transformatsiyasidir. "Veyvlet" atamasi ingliz tilida
    "kichik (qisqa) to'lqin" degan ma'noni anglatadi. To'lqinlar - vaqt va chastotasi
    bo'yicha mahalliy bo'lgan va barcha funktsiyalar uning vaqt o'qi bo'ylab siljishi va
    cho'zilishi orqali bitta asosiy (generator) dan olinadigan ma'lum bir shakldagi



    matematik funktsiyalar oilalarining umumlashtirilgan nomi. To'lqinli


    transformatsiyalar tahlil qilingan vaqt funktsiyalarini vaqt va chastotada
    lokalizatsiya qilingan tebranishlar nuqtai nazaridan ko'rib chiqadi. Odatda, to'lqinli
    o'zgarishlar (WT) diskret (DWT) va doimiy (CWT) ga bo'linadi.
    DWT signalni o'zgartirish va kodlash uchun ishlatiladi, CWT signalni tahlil
    qilish uchun ishlatiladi. To'lqinli o'zgarishlar hozirda keng ko'lamli ilovalar uchun
    qabul qilinmoqda, ko'pincha an'anaviy Furye transformatsiyasini almashtiradi. Bu
    molekulyar dinamika, kvant mexanikasi, astrofizika, geofizika, optika, kompyuter
    grafikasi va tasvirni qayta ishlash, DNK tahlili, oqsil tadqiqotlari, iqlim
    tadqiqotlari, umumiy signallarni qayta ishlash va nutqni aniqlash kabi ko'plab
    sohalarda kuzatiladi.
    To'lqinli tahlil - tabiiy muhit va ob'ektlarning jarayonlari va fizik xususiyatlari
    to'g'risida ushbu signallar tomonidan ko'rsatiladigan signallar va jismoniy
    ma'lumotlarni chiziqli o'zgartirishning maxsus turi. Signallarning to'lqinli
    parchalanishi amalga oshiriladigan o'ziga xos funktsiyalarning asosi ko'plab o'ziga
    xos xususiyat va imkoniyatlarga ega.
    Bazaning to'lqinli funktsiyalari an'anaviy Furye va Laplas transformatsiyalari
    yordamida aniqlanmaydigan tahlil qilinadigan jarayonlarning ba'zi mahalliy
    xususiyatlariga e'tibor qaratish imkonini beradi. Geofizikadagi bunday
    jarayonlarga tabiiy muhitning turli fizik parametrlari sohalari kiradi. Bu, birinchi
    navbatda, harorat, bosim, seysmik izlarning profillari va boshqa jismoniy
    miqdorlarga tegishli. To'lqinlarning statsionar bo'lmagan signallarni vaqt yoki
    makonda komponent tarkibidagi o'zgarishlar bilan tahlil qilish qobiliyati
    fundamental ahamiyatga ega.



    To'lqinlar argumentlar (mustaqil o'zgaruvchilar) o'qi bo'ylab lokalizatsiya


    qilingan, nol integral qiymati bo'lgan qisqa to'lqinli paketlar shakliga ega, siljish
    o'zgarmas va masshtablash (siqish / kengaytirish) operatsiyasiga chiziqli. Vaqt va
    chastotani ifodalash bo'yicha lokalizatsiya nuqtai nazaridan to'lqinlar chastotada
    lokalizatsiya qilingan harmonik (sinusoidal) funktsiyalar va vaqt bo'yicha
    lokalizatsiya qilingan Dirac funktsiyasi o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
    To'lqinlar nazariyasi fundamental nazariya emas, lekin u ko'plab amaliy
    muammolarni hal qilish uchun qulay va samarali vositani taqdim etadi. To'lqinli
    o'zgarishlarni qo'llashning asosiy sohasi - bu vaqt bo'yicha statsionar bo'lmagan
    yoki kosmosda bir hil bo'lmagan signallar va funktsiyalarni tahlil qilish va qayta
    ishlash, bunda tahlil natijalarida signalning umumiy chastotasi xarakteristikasi
    bo'lishi kerak emas. chastota komponentlari bo'yicha signal energiyasi),
    shuningdek, chastota komponentlarining ma'lum guruhlari tomonidan namoyon
    bo'ladigan yoki signalning chastota komponentlarida tez o'zgarishlar yuz beradigan
    ma'lum mahalliy koordinatalar haqida ma'lumot. Signallarning Furye seriyasiga
    parchalanishi bilan solishtirganda, to'lqinlar birinchi turdagi uzilishlar
    (sakrashlar)gacha signallarning mahalliy xususiyatlarini ancha yuqori aniqlik bilan
    ifodalash imkoniyatiga ega. Furye transformatsiyasidan farqli o'laroq, bir o'lchovli
    signallarning to'lqinli konvertatsiyasi ikki o'lchovli siljishni ta'minlaydi, chastota
    va koordinata mustaqil o'zgaruvchilar sifatida ko'rib chiqiladi, bu bir vaqtning
    o'zida ikkita bo'shliqda signallarni tahlil qilish imkonini beradi.
    Turli xil parchalanish (parchalanish) darajalarida signallarni to'lqinli
    tasvirlashning asosiy va ayniqsa samarali g'oyalaridan biri signalga yaqinlashish
    funktsiyalarini ikki guruhga bo'lishdir: taxminan - qo'pol, o'zgarishlarning
    vaqtinchalik dinamikasi ancha sekin va. detallashtirish - silliq dinamika fonida
    mahalliy va tez o'zgarishlar dinamikasi bilan, keyin ularning parchalanishi va



    signal parchalanishining boshqa darajalarida detallashtirish. Bu signallarning


    to'lqinli tasvirining vaqt va chastota sohalarida ham mumkin.
    Spektral analiz tarixi I. Bernulli, Eyler va Furyega borib taqaladi, ular
    trigonometrik qatorlardagi funksiyalarning kengayish nazariyasini birinchi bo‘lib
    qurganlar. Biroq, bu parchalanish uzoq vaqt davomida matematik qurilma sifatida
    ishlatilgan va hech qanday fizik tushunchalar bilan bog'lanmagan. Spektral
    kontseptsiyalardan faqat nazariy fiziklarning nisbatan tor doirasi foydalanilgan va
    ishlab chiqilgan Biroq, o'tgan asrning 20-yillaridan boshlab, radiotexnika va
    akustikaning jadal rivojlanishi munosabati bilan spektral parchalanishlar jismoniy
    ma'noga ega bo'ldi va amaliy qo'llanildi. Garmonik tahlil real fizik jarayonlarni
    tahlil qilishning asosiy vositasiga aylandi, Furye konvertatsiyasi esa analizning
    matematik asosi hisoblanadi. Furye konvertatsiyasi ixtiyoriy jarayonni har xil
    chastotali elementar garmonik tebranishlarga parchalaydi va barcha kerakli
    xususiyatlar va formulalar bir asosli funktsiya yordamida ifodalanadi.
    Ejōt yoki ikkita haqiqiy funksiya
    sin (ōt) va cos(ōt)... Garmonik tebranishlar tabiatda keng tarqalgan va shuning
    uchun Furye konvertatsiyasining ma'nosi matematik analitikadan qat'i nazar,
    intuitiv ravishda aniq.
    Furye konvertatsiyasi bir qator ajoyib xususiyatlarga ega. Transformatsiya
    sohasi makondi
    L2 kvadrat integrallanuvchi funksiyalar va tabiatda kuzatilgan ko'plab real
    fizik jarayonlarni bu fazoga tegishli vaqt funksiyalari deb hisoblash mumkin.
    Transformatsiyani qo'llash uchun Fast Furier Transform (FFT) kabi samarali
    hisoblash protseduralari ishlab chiqilgan. Ushbu protseduralar amaliy matematik
    dasturlarning barcha paketlariga kiritilgan va turli signal protsessorlarida apparat
    vositalarida amalga oshiriladi.



    Shuningdek, funksiyalarni nafaqat sinus va kosinuslarda, balki boshqa


    ortogonal bazis sistemalarida ham kengaytirish mumkinligi aniqlandi, masalan,
    Legendre va Chebishev polinomlari, Lager va Ermit funksiyalari. Biroq, ular faqat
    yigirmanchi asrning so'nggi o'n yilliklarida kompyuter texnologiyalari va raqamli
    chiziqli ma'lumotlarni qayta ishlash tizimlarini sintez qilish usullarining
    rivojlanishi tufayli amaliy qo'llanilishini oldi. Shunga qaramay, to'g'ridan-to'g'ri
    spektral tahlil maqsadlari uchun bunday ortogonal funktsiyalar olingan natijalarni
    sharhlashda qiyinchiliklar tufayli keng qo'llanilmagan. Xuddi shu sabablarga ko'ra,
    spektral tahlilda Haar, Rademaxer, Walsh va Krestensenning "kvadrat to'lqin"
    tipidagi funktsiyalari ishlab chiqilmagan.
    Umumiy shakldagi ortogonal asosiy tizimlarning nazariy tadqiqotlari
    umumlashtirilgan spektral tahlil nazariyasini yaratishga olib keldi, bu klassik
    spektral Furye tahlilining amaliy qo'llanilishi chegaralarini baholashga imkon berdi
    va asosiy tizimlarni sintez qilish usullari va mezonlarini yaratdi. aniq amaliy
    muammolarni hal qilish uchun.
    Umumiy shakldagi ortogonal asosiy tizimlarning nazariy tadqiqotlari
    umumlashtirilgan spektral tahlil nazariyasini yaratishga olib keldi, bu klassik
    spektral Furye tahlilining amaliy qo'llanilishi chegaralarini baholashga imkon berdi
    va asosiy tizimlarni sintez qilish usullari va mezonlarini yaratdi. aniq amaliy
    muammolarni hal qilish uchun.
    Buning misoli 1980-yillarning boshidan faol rivojlanayotgan to'lqinli tipdagi
    bazis funktsiyalari nazariyasidir. Furye konvertatsiyasidagi "chastota"
    yondashuviga o'xshash tahlil natijalarini fizik talqin qilishning shaffofligi tufayli
    to'lqinlarning ortogonal asosi akustika, seysmik, seysmik, statsionar bo'lmagan
    signallar va tasvirlarni tahlil qilish uchun mashhur va samarali vositaga aylandi.
    tibbiyot va boshqa sohalar.
    To'lqinli tahlil - bu spektral tahlilning bir turi bo'lib, unda oddiy tebranishlar
    rolini to'lqinlar deb ataladigan maxsus turdagi funktsiyalar o'ynaydi. To'lqinlarning
    asosiy funktsiyasi - bu "qisqa" tebranish, lekin nafaqat. Klassik spektral tahlil



    chastotasi tushunchasi bu erda shkala bilan almashtiriladi va butun vaqt o'qini


    "qisqa to'lqinlar" bilan qoplash uchun vaqt bo'yicha funktsiyalarning siljishi
    kiritiladi. Shunday qilib
    Shunday qilib, to'lqinlarning asosini turdagi funktsiyalar tashkil qiladi Ps (t-
    ba), qayerda b- siljish,a
    - masshtab. Bundan tashqari, to'lqinli bo'lish, funktsiya ps(t) nol maydonga
    ega bo'lishi kerak va undan ham yaxshiroq, birinchi, ikkinchi va boshqa momentlar
    nolga teng. Bunday funksiyalarning Furye konvertatsiyasi nolga teng ō=0 va
    tarmoqli o'tkazuvchi filtr shakliga ega.



    http://fayllar.org
    Download 30,65 Kb.




    Download 30,65 Kb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Sharc signal protsessorlari va ishlash prinsipi

    Download 30,65 Kb.