26 Вопрос. Прямые методы синтеза фильтров.

Название означает, что в данном случае не используется аналоговый фильтр прототип. Исходными данными для синтеза чаще всего применяется АЧХ фильтра.

Прямые методы синтеза разделяются на категории:

1. Оптимальные методы, в которых

2. Субоптимальные методы. Данные методы не дают оптимального решения, но позволяют значительно упростить вычисления, по сравнению с оптимальными методами. Субоптимальные методы позволяют упростить вычисления за счет учета специфики решаемой задачи.

Перечень субоптимальных методов:

• Метод основанный на решении системы уравнений для поиска коэффициентов знаменателя функции передачи фильтра.

• Метод идентификации частотной характеристики. В котором минимизируются нормы между числителем функции передачи и произведением желаемой частотной характеристики и знаменателя функции передачи фильтра.

• Аппроксимация заданной импульсной характеристики с помощью экспоненциальной х оценивания Прони.

• Метод для использования весовых функций. Пример синтеза цифрового фильтра – семинар 4.

27 Вопрос. Dsp (Digital Signal Processing).

DSP – процессоры разделяют на 2 категории: универсальные и специализированные.

Пример, DSP процессор семейства TMS320 фирмы Texas Instruments.

Существуют 2 типа специализированных процессоров:

1. Аппаратное обеспечение для эффективного выполнения специальных алгоритмов обработки сигналов, таких как цифровой фильтр, ДПФ.

Устройства этого типа называются алгоритмическим в и DSP – процессорами.

2. Аппаратное обеспечение, разрабатывается для специального применения, например, для цифрового аудио, телекоммуникаций, и тому подобное. Устройство такого типа называется DSP – процессором специального назначения.

DMA позволяет получить прямой доступ к памяти MSP430, STM32.

В простейшем случае, для задач оцифровки сигналов может быть использован компьютерный процессор с Фон-неймановской архитектурой.

Алгоритм цифровой обработки включает в себя повторяющиеся арифметические операции, характеризующиеся интенсивным обращением к памяти и интенсивной передачей данных через процессор.

В DSP – процессоре подзадачи цифровой обработки оптимизированы и система команд, и аппаратная архитектура.

Для целей оптимизации процесса применяются следующие средства:

1. Гарвардская архитектура,

2. Конвейерная обработка (совмещение нескольких операций в процессоре управления),

3. Специализированные аппаратные умножители – накопители

4. Специализированные команды, предназначенные для цифровой обработки сигнала

5. Операции копирования

6. Встроенный КЭШ.

Достоинством гарвардской архитектуры по сравнению с Фон-неймановской является то, что вызов специальной команды мажет выполняться с выполнением текущей.

В большинстве DSP – процессоров применяется расширенная гарвардская архитектура, где разрешена связь между областями памяти и команд.

Применяют DSP – процессоры с фиксированной запятой и плавующей.

Архитектура с плавущей запятой позволяет минимизировать влияние конечной разрядности, которая проявляется как переполнение ошибки квантования и ошибки округления.

Применение чисел с плавующей точкой позволяет легче переносить алгоритмы, отлаженные на ПК на языках высокого уровня. DSP – процессоры могут программироваться на языках высокого уровня или ассемблере.