Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора
технических наук: 05.13.05 – Элементы и устройства вычислительной
техники и систем управления. — Чувашский государственный
университет имени И.Н. Ульянова. — Казань, 2010. — 52 с.
Научный консультант – доктор технических наук, профессор Песошин В.А. Целью диссертационной работы является повышение быстродействия цифровых устройств обработки сигналов за счет применения СОК при разработке аппаратурных методов реализации алгоритмов ЦОС.
Научная новизна полученных результатов.
Развиты аппаратурные методы синтеза устройств вычислительной техники для ЦОС в системе остаточных классов и обобщены результаты анализа их эффективности.
Впервые предложен метод поразрядного вычисления ДПФ и разработаны устройства ПДПФ на его основе.
Разработаны алгоритмические методы, обеспечивающие наиболее эффективное быстрое спектральное преобразование сигналов в СОК. Проведен синтез функциональных модулей быстрого преобразования Фурье (БПФ) в СОК и предложены схемы аппаратной реализации БПФ в СОК с заданными свойствами. Синтезированы и оценены устройства БПФ, использующие индексирование данных в СОК и не содержащие умножителей.
Предложены пути решения проблемы реализации алгоритмов ЦОС в СОК на современных сигнальных процессорах с учетом особенностей СОК.
Синтезированы схемы КИХ- и БИХ-фильтров в СОК, характеризующиеся повышенным быстродействием. С целью сокращения аппаратурных затрат устройств ВТ для ЦОС предложены схемы цифровых фильтров (ЦФ) с использованием немодульных операций СОК. Рассмотрены вопросы разработки отказоустойчивых ЦФ-СОК в связи с многоканальностью обработки сигналов в СОК и ЦФ с использованием теории индексов для обеспечения необходимого быстродействия. Проведен анализ ошибок округления весовых коэффициентов цифровых фильтров в СОК. Рассмотрены и обобщены теоретические аспекты исследования характеристик цифровых устройств ВТ для обработки сигналов, кодированных в ПСС и СОК.
В подтверждение проведенных теоретических исследований аппаратурных методов реализации алгоритмов ЦОС в СОК, предложенных в диссертационной работе, проведен программный синтез разработанных на их основе устройств цифровой фильтрации и спектрального анализа.
Практическая ценность заключается в использовании результатов исследований при проектировании современных высокопроизводительных вычислительных структур цифровой фильтрации и спектрального анализа. Применение предложенных в диссертационной работе методов поразрядной спектральной обработки цифровых сигналов и корреляции величины модулей СОК со значениями весовых коэффициентов ЦФ и БПФ при создании спецпроцессоров ЦОС позволило обеспечить существенное увеличение быстродействия и уменьшение аппаратурных затрат, минимальные ошибки округления, являющихся основными показателями качества устройств ЦОС. Полученные в процессе исследования результаты расширяют возможности использования СОК при проектировании отказоустойчивых систем, а проведенный программный синтез разработанных устройств ВТ для цифровой фильтрации и спектрального анализа сигналов служит эффективным практическим средством выбора параметров этих систем и отдельных элементов устройств.
Научный консультант – доктор технических наук, профессор Песошин В.А. Целью диссертационной работы является повышение быстродействия цифровых устройств обработки сигналов за счет применения СОК при разработке аппаратурных методов реализации алгоритмов ЦОС.
Научная новизна полученных результатов.
Развиты аппаратурные методы синтеза устройств вычислительной техники для ЦОС в системе остаточных классов и обобщены результаты анализа их эффективности.
Впервые предложен метод поразрядного вычисления ДПФ и разработаны устройства ПДПФ на его основе.
Разработаны алгоритмические методы, обеспечивающие наиболее эффективное быстрое спектральное преобразование сигналов в СОК. Проведен синтез функциональных модулей быстрого преобразования Фурье (БПФ) в СОК и предложены схемы аппаратной реализации БПФ в СОК с заданными свойствами. Синтезированы и оценены устройства БПФ, использующие индексирование данных в СОК и не содержащие умножителей.
Предложены пути решения проблемы реализации алгоритмов ЦОС в СОК на современных сигнальных процессорах с учетом особенностей СОК.
Синтезированы схемы КИХ- и БИХ-фильтров в СОК, характеризующиеся повышенным быстродействием. С целью сокращения аппаратурных затрат устройств ВТ для ЦОС предложены схемы цифровых фильтров (ЦФ) с использованием немодульных операций СОК. Рассмотрены вопросы разработки отказоустойчивых ЦФ-СОК в связи с многоканальностью обработки сигналов в СОК и ЦФ с использованием теории индексов для обеспечения необходимого быстродействия. Проведен анализ ошибок округления весовых коэффициентов цифровых фильтров в СОК. Рассмотрены и обобщены теоретические аспекты исследования характеристик цифровых устройств ВТ для обработки сигналов, кодированных в ПСС и СОК.
В подтверждение проведенных теоретических исследований аппаратурных методов реализации алгоритмов ЦОС в СОК, предложенных в диссертационной работе, проведен программный синтез разработанных на их основе устройств цифровой фильтрации и спектрального анализа.
Практическая ценность заключается в использовании результатов исследований при проектировании современных высокопроизводительных вычислительных структур цифровой фильтрации и спектрального анализа. Применение предложенных в диссертационной работе методов поразрядной спектральной обработки цифровых сигналов и корреляции величины модулей СОК со значениями весовых коэффициентов ЦФ и БПФ при создании спецпроцессоров ЦОС позволило обеспечить существенное увеличение быстродействия и уменьшение аппаратурных затрат, минимальные ошибки округления, являющихся основными показателями качества устройств ЦОС. Полученные в процессе исследования результаты расширяют возможности использования СОК при проектировании отказоустойчивых систем, а проведенный программный синтез разработанных устройств ВТ для цифровой фильтрации и спектрального анализа сигналов служит эффективным практическим средством выбора параметров этих систем и отдельных элементов устройств.