Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя


Скачать 0.69 Mb.
Название Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя
страница 1/8
Тип Дипломная работа
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Дипломная работа
  1   2   3   4   5   6   7   8




ДИПЛОМНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в развитии микроэлектроники, как в России, так и за рубежом прошел определенный этап, который позволил по иному посмотреть на проектирование современных радиотехнических приборов.

Возросла сложность приборов, но заметно уменьшились их габариты, что отражает общее развитие микроэлектронной элементной базы. Одну из ведущих ролей стали играть процессорные технологии, широко применяется цифровая обработка.

Современная система регистрации данных – это высокопроизводительный вычислитель, имеющий в своей основе процессор либо контроллер, накопитель информации большого объёма и высокоскоростные интерфейсы связи.

При построении системы регистрации необходимо учитывать все современные тенденции развития микроэлектроники. В первую очередь это микросхемы энергонезависимой памяти большого объёма. Прогресс именно в этой области позволяет построить компактную либо встраиваемую систему регистрации. Последние доступные решения в области микроконтроллеров позволяют применять такие интерфейсы как USB. В качестве основного звена, позволяющего совместить различные по интерфейсам узлы, могут применяться программируемые логические матрицы. Одна такая микросхема заменит десятки дискретных элементов, тем самым резко сокращая размеры системы регистрации. При этом потребляемая мощность будет минимальна и появится гибкость при построении аппаратной части.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ



1.1 Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя
Основным требованием, которое должно соблюдаться при осуществлении сопряжения разрабатываемой системы регистрации входных сигналов и промежуточных результатов обработки сигналов со специализированным вычислителем, является обеспечение штатного функционирования специализированного вычислителя без существенного ухудшения его динамических характеристик (не более 3 %).

В штатной работе специализированный вычислитель проводит измерения высоты и составляющих вектора путевой скорости с частотой 33 Гц. Цикл измерения разбит на два этапа:

- излучение и обработка результатов высотомерного канала;

- излучение и обработка результатов скоростного канала.

На рисунке 1.1 приведена циклограмма функционирования специализированного вычислителя. Из рисунка 1.1 видно, что процесс подготовки пакета скоростного канала, его излучения распределен по трем циклам работы специализированного вычислителя, в то время как выдача массива в разрабатываемую систему осуществляется в каждом цикле. На циклограмме работы показаны моменты времени, в которые вычислитель готов передать блок информации, относящийся к данному измерению. Из этого следует, что цикл работы разрабатываемого блока от приема информации до момента готовности принять очередной блок данных должен быть меньше 30 мс.

Такие исходные данные, как число импульсов в сеансе излучения, длительность излучения, период повторения импульсов, влияют на размер передаваемого блока информации. Передача информации из процессора 1879ВМ1 производится при помощи байтного скоростного интерфейса.
Скорость передачи информации составляет до 20 Мб/с. Работа этого интерфейса замедляет процессор на (12,5 – 15) %. Оптимальное время передачи информации составляет не более 5 мс, что приведет к снижению быстродействия системы на 2,5 %.
1.2 Выбор перечня и объема регистрируемой информации
Процессор ячейки АЦП-079-03, входящей в состав специализированного вычислителя, оперирует 32-х разрядными словами. Поэтому, данные, предназначенные для передачи от ячейки АЦП-079-03 к разрабатываемой системе регистрации данных, будут иметь минимальный размер, равный одному слову микропроцессора (32 бита).

Пакет данных для записи передается в систему регистрации данных на каждом цикле работы специализированного вычислителя. Для реализации последующей обработки информации, полученной в ходе испытаний, необходимо разделить пакеты между собой. Для этого каждый пакет начинается с определенного кода, являющегося признаком начала пакета и номера пакета. Также имеет смысл записывать внутреннее системное время специализированного вычислителя. Таким образом, для однозначной идентификации записанного пакета данных необходимы три следующих параметра:

  • признак начала пакета данных. Для исключения случайного совпадения кода начала пакета с данными, признак начала пакета должен иметь размер равный двум словам микропроцессора (8байт);

  • номер пакета. Исходя из условий технического задания, система регистрации данных должна обеспечивать время записи до 1 часа. При частоте прихода пакетов 1/33мс максимальное количество принимаемых пакетов будет порядка 11000 что меньше максимального числа, которое можно задать при помощи 32-х разрядного двоичного кода. Следовательно, для номера пакета можно использовать 1 слово микропроцессора (4 байта);

  • системное время. Для передачи системного времени достаточно 1 слова микропроцессора (4 байта).

Для полного анализа работы высотомера наряду с результатами обработки полученных данных необходимо также иметь априорные данные.

Априорные данные вертикального канала приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Априорные данные вертикального канала.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

Regim

Режим работы изделия

4

Regim_RV

Разновидность режима работы

4

CodFwrk

Код частоты

4

Diapazon

Номер диапазона вертикального канала

4

CodLongAM

Длительность зондирующих импульсов

4

Blank

Признак «бланкирования» прямого сигнала

4

CodNonius

Код нониуса

4

Hmin

Начало интервала слежения (поиска)

4

Hmax

Конец интервала слежения (поиска)

4

KolDirok

Количество шумовых стробов в «свертке» сигнала

4

L0

Смещение начала «свертки» в пакете

4

Lsm

Ширина интервала построения «свертки»

4

CodARU

Код АРУ

4

Cod_AR

Код АР (подавления мощности излучения)

4

Cod_IZ

Код ИЗ (подавления мощности излучения)


Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала, приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Переменные, хранящие результаты обработки вертикального канала.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

SysRg

Регистр управления

4

Matr

Матрица состояния изделия

4

Prizn

Регистр признаков

4

Hi

Усредненная оценка высоты

4

Hirv

Мгновенная оценка высоты

4

Num_Swr

Количество отсчетов в «свертке» сигнала

4

Num_K

Количество обрабатываемых точек для доплеровского фильтра

4

FlagACP

Признак перегрузки АЦП

4

Max_Swr

Положение максимума «свертки»

4

Over_Min

Количество переполнения АЦП снизу

4

Over_Max

Количество переполнения АЦП сверху

4

Nap

Количество точек аппроксимации фронта

4

Im

Номер отсчета 1-го превышения порога

4

Nap_F

Признак аппроксимации фронта

4

Zahvat

Признак захвата сигнала вертикального канала

4

LngZhv

Признак исправности вертикального канала

4

CntZhv

Количество захватов сигнала вертикального канала

4

Num_Usr

Максимальное количество усреднений оценок высоты

4

P_Beg

Указатель начала магазина оценок высоты

4

P_End

Указатель конца магазина оценок высоты

4

Tek_Usr

Количество усреднений оценок высоты

4

Tek_K0

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты

4

Tek_K1

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок высоты

4

Hv

Высота волны

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

STimer

Период записи оценок высоты

4

ATimer

Период записи оценок высоты (грубо)

4

CntRez

Счетчик количества измерений Hволны

4

FlagSM

Признак «суша/море»

4

Nak_ARU

Максимальное значение «свертки» для регулировки АРУ

4

Max_ARU

Порог для изменения шага регулировки АРУ

4

Min_ARU

Порог для изменения шага регулировки АРУ

1024

Swertka

«Свертка» сигнала вертикального канала


Переменные, хранящие априорные данные скоростного канала, приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Переменные, хранящие априорные данные скоростного канал.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

Regim_SS

Признак измерения скорости

4

ModeAK

Режим измерения скорости (обычный или в неоднозначности)

4

DeltaAK

Программный нониус

4

Lsm_signal

Сигнальный строб скоростного канала

4

Lsm_noise

Шумовой строб скоростного канала

4

Nsm_SS

Программный нониус

4

Nu_Vob_I

Код вобуляции в пакете

4

Nu_Vob_F

Усредненный код вобуляции

4

Ntau0_SS

Среднее значение транспортных задержек

4

Flag_Sdv_BKF

Признак необходимости пересчета ВКФ


Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных по скоростному каналу, приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Переменные, хранящие результаты обработки принятых данных.

Длина, байт

Переменная

Назначение

4

MiddleVobI

Средний период повторения импульсов в пакете

4

MiddleVobF

Средний период повторения импульсов после межпакетного усреднения

4

SpecRegim

Признак спецрежима для скоростного канала

4

OverDataBKF

Счетчик переполнения АЦП в скоростном канале

4

Dsp1

Дисперсия сигнала, принятого 1-й антенной

4

Dsp2

Дисперсия сигнала, принятого 2-й антенной

4

Dsp3

Дисперсия сигнала, принятого 3-й антенной

4

Li

Признак отбраковки ВКФ по дисперсии

4

L_Signal

Общий признак отбраковки ВКФ по дисперсии

4

P_BKF_Beg

Указатель начала магазина ВКФ

4

P_BKF_End

Указатель конца магазина ВКФ

4

Tek_BKF_Usr

Количество усреднений ВКФ

4

Step_BKF_Usr

Изменение количества усреднений ВКФ

4

Zero_F_BKF_SS

Зарезервировано

4

N_zhv_SS

Количество захватов в скоростном канале

4

Zahvat_SS

Признак захвата сигнала в скоростном канале

4

LngZhv_SS

Признак исправности скоростного канала

4

Cnt_Zahvat_SS

Счетчик захватов в скоростном канале

4

F_Max_SS12

Максимум 1-й ВКФ

4

F_Max_SS23

Максимум 2-й ВКФ

4

N_Max_SS12

Положение максимума 1-й ВКФ

4

N_Max_SS23

Положение максимума 2-й ВКФ

4

M_Wide_SS12

Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

P_Wide_SS12

Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

M_Wide_SS23

Положение левой границы 1-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

P_Wide_SS23

Положение правой границы 2-й ВКФ по уровню 0,5 от максимума

4

No_Koso_12

Признак запрета анализа искажения 1-й ВКФ

4

No_Koso_23

Признак запрета анализа искажения 2-й ВКФ

4

Wide1_SS

Ширина 1-й ВКФ

4

Wide2_SS

Ширина 2-й ВКФ

4

Ntau1_SSF

Транспортная задержка для 1-й ВКФ

4

Ntau2_SSF

Транспортная задержка для 2-й ВКФ

4

Ntau1_SS

Транспортная задержка для 1-й ВКФ с учетом ограничений

4

Ntau1_SS

Транспортная задержка для 2-й ВКФ с учетом ограничений

4

NtauF_1

Усредненная транспортная задержка для 1-й ВКФ

4

NtauF_2

Усредненная транспортная задержка для 2-й ВКФ

4

DelatNtau

Поправка для суммы транспортных задержек

4

SpeedVx

Продольная скорость

4

SpeedVy

Вертикальная скорость

4

SpeedVz

Поперечная скорость

4

Bsn

Угол сноса

4

SpeedVxi

Мгновенное значение продольной скорости

4

SpeedVzi

Мгновенное значение поперечной скорости

4

Bsni

Мгновенное значение угла сноса

4

SpeedVzF

Усредненная продольная скорость

4

BsnF

Усредненный угол сноса

4

P_Beg_SS

Указатель начала магазина оценок продольной скорости

4

P_End_SS

Указатель конца магазина оценок продольной скорости

4

Tek_Usr_SS

Количество усреднений в продольном канале

4

Step_Usr_SS

Изменение количества усреднений в продольном канале

4

Tek_K0_SS

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости

4

Tek_K1_SS

Коэффициент для прогнозирующего фильтра оценок продольной скорости

64

F_BKF12_SS

1-я ВКФ

64

F_BKF23_SS

2-я ВКФ

2048



Сигнал скоростного канала (1-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (2-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (3-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (4-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (5-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (6-й срез)

2048



Сигнал скоростного канала (7-й срез)


В итоге суммарный объем одного пакета информации получается равным 16 кбайт. В систему регистрации информации пакеты приходят с частотой 33 Гц, следовательно, за 1 час работы системы в нее придет 110 тыс. пакетов информации. Исходя из общего времени записи информации получается необходимый объем накопителя

Vнак= 16 кбайт · 110 тыс. пакетов  2Гб.

Для повышения надежности хранения информации, применим запись информации с двойным резервированием, следовательно, необходимый объем накопителя увеличится в два раза и составит 4 Гб.
1.3 Анализ конструкции
Разрабатываемая конструкция предназначена для сохранения в процессе натурных испытаний специализированного вычислителя информации. Блок должен быть совместим как механически, так и электрически с ячейкой специализированного вычислителя АЦП-079-03 и встраиваться в уже готовое изделие А-079, либо А-079-01. На рисунке 1.2 представлен эскиз ячейки специализированного вычислителя АЦП-079-03.


Рисунок 1.2 – Эскиз ячейки специализированного вычислителя АЦП-079-03
Ячейка АЦП-079-03 состоит из многослойной печатной платы размером 18090 мм, шести фиксированных точек, через которые при помощи винтов осуществляется крепление ячейки, и двух сигнальных разъемов Х1 и Х2 – типа ESQT-130-02-G-Q-368 с направляющими ATS-30-Q.

В таблицах 1.5 и 1.6 представлены контакты разъемов Х1, Х2 и соответствующие им сигналы.
Таблица 1.5 – Разъем Х1

Контакт

Цепь

Контакт

Цепь

Контакт

Цепь

1

Корпус

9

ГД12

17

ТМ НРВ

2

Корпус

10

ГД1

18

УПР АРУ

3

Корпус

11

ГД2

19

УПР АР

4

Корпус

12

-

20

ТМ АР

5

ГД13

13

Корпус

21

ТМ АРУ

6

ГД0

14

Корпус

22

-

7

-

15

Корпус

23

-

8

-

16

Корпус

24

-

25

Корпус

51

Корпус

77

Корпус

26

Корпус

52

Корпус

78

Корпус

27

Корпус

53

ТМ Видео 2

79

Корпус

28

Корпус

54

INITM5

80

Корпус

29

ГД15

55

INITM4

81

Импульс мод. 1

30

ГД3

56

ТМ Видео 1

22

Импульс мод. 2

31

ГД4

57

INITM2

23

ВИ1

32

ГД11

58

INITM3

84

ВИ2

33

ГД7

59

INITM1

85

Корпус

34

ГД14

60

INITM0

86

Корпус

35

ГД5

61

Корпус

87

Корпус

36

ГД10

62

Корпус

88

Корпус

37

Корпус

63

Корпус

89

ГД8

38

Корпус

64

Корпус

80

ГД6

39

Корпус

65

Сброс КО

91

ГД9

40

Корпус

66

Запись

92

-

41

ТМХ1

67

-

93

Корпус

42

ТМХ2

68

-

94

Корпус

43

ТМХ3

69

А3

95

Корпус

44

ТМХ4

70

10МНZ

96

Корпус

45

Моделиро-вание

71

-

97

ИЗ2

46

-

72

-

38

КАПРМ

47

ТМХ5

73

А1

99

Мод. АМ

48

ТМХ0

74

А2

100

Резерв

49

Корпус

75

Выход КО

101

ФМ2

50

Корпус

76

Чтение

102

ФМ1

103

КАПП

109

ИЗ1

115

КЧ2

104

ВСК

110

КАПРМ1

116

КЧ1

105

Корпус

111

КАПРМ2

117

Корпус

106

Корпус

112

АМ

118

Корпус

107

Корпус

113

КЧ4

119

Корпус

108

Корпус

114

КЧ3

120

Корпус


Таблица 1.6 – Разъем Х2

Контакт

Цепь

Контакт

Цепь

Контакт

Цепь

1

Корпус

19

Корпус

37

D7

2

Корпус

20

Корпус

38

K D2

3

Корпус

21

D1

39

AS

4

Корпус

22

Корпус

40

DS

5

WAIT

23

+5BI

41

K AS

6

Корпус

24

+5BI

42

K D1

7

+15В

25

WRITE

43

K D7

8

+15В

26

Корпус

44

D6

9

-

27

Корпус

45

J2_TMS

10

Корпус

28

Корпус

46

J2_TCK

11

-15В

29

J1_TCK_KO

47

J2_TD0

12

-15В

30

J1_TDO_KO

48

J2_TDI

13

D5

31

J1_TDI_KO

49

+5B

14

Корпус

32

J1_TMS_KO

50

+5B

15

-5BI

33

D4

51

+5B

16

-5BI

34

D3

52

+5B

17

CPU_INIT

35

D0

53

Корпус

18

Корпус

36

D2

54

Корпус

55

Корпус

78

LN6

100

REZ_RAZ2

56

Корпус

79

K D3

101

Корпус

58

J1_TD0

80

K D0

102

Корпус

59

J1_TDI

81

LN7

103

Корпус

60

J1_TMS

82

LN1

104

Корпус

61

LN12

83

-

105

+3.3B

62

-

84

ТД2

106

+3.3B

63

K D5

85

LN5

107

+3.3B

64

K DS

86

LN4

108

+3.3B

65

LN8

87

RY/BY KO

109

+3.3B

66

LN11

88

-

110

+3.3B

67

-

89

K WAIT

111

+3.3B

68

+5.5 B II

90

-

112

+3.3B

69

LN0

91

K D6

113

Корпус

70

LN9

92

ТД3

114

Корпус

71

-

93

K WRITE

115

Корпус

72

5.5 B общ.

94

-

116

Корпус

73

LN10

95

-

117

-

74

LN2

96

-

118

ТД

75

-

97

K D4

119

ТД

76

-5.5 B II

98

ТД4

120

Корпус

77

LN3

99

REZ_RAZ1








Электрическое соединение разрабатываемой системы с платой АЦП-079-03 будет осуществляться при помощи этих разъемов (Х1, Х2).

Входными сигналами системы регистрации данных являются:

  • шины питания (может использоваться вся номенклатура питающих напряжений);

  • последовательный байтный порт микропроцессора LINK (LN0 – LN12).

Исходя из анализа цепей в соединителях Х1 и Х2 получаем, что все требуемые сигналы находятся на разъеме Х2, следовательно разъем Х1 будет использоваться только для дублирования цепей корпуса и в качестве механического соединителя. В таблице 1.6 приведены контакты разъема Х2 разрабатываемой ячейки и сигналы соответствующие им, которые предполагается использовать для связи с ячейкой АЦП-079-03.

X1

X2

Точки механического крепления с ячейкой АЦП-079-03

Точки механического крепления с ячейкой АЦП-079-03

Так как разрабатываемая ячейка будет использоваться в составе специализированного вычислителя необходимо обеспечить дополнительное механическое крепление. Следовательно нужно обеспечить совместимость системы регистрации данных и ячейки АЦП-079-03 по местам механического крепления. Для осуществления механического крепления ячеек в составе изделия необходимо использовать крепеж (болты, домкраты) большей длинны.

Эскиз системы в составе специализированного вычислителя представлен на рисунке 1.3.


Рисунок 1.4 – Эскиз механического крепления системы в специализированном вычислителе.

  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Программа реализация алгоритма распознавания 41
Анализ электронных датчиков и средств отображения информации в торговом предприятии 15
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Анализ алгоритма аутентификации подключаемых модулей аутентификации
Объектом исследования является аутентификация пользователя. Предметом исследования являются подключаемые модули аутентификации
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Формирование и оценка потребительских свойств эмульсионных соусов специализированного назначения
Специальность: 05. 18. 15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Формирование и оценка потребительских свойств эмульсионных соусов специализированного назначения
Специальность: 05. 18. 15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Геоэкологический анализ опасных природных явлений на территории астраханской области
Защита состоится «30» октября 2010 года в 1300 часов на заседании специализированного совета дм 212. 009. 04 при Астраханском государственном...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Анализ участия учащихся в олимпиадах, конкурсах
Анализ работы школы по сохранению здоровья участников образовательного процесса, формирование культуры зож
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Конспект занятия по теме: «Разработка алгоритма формирования команды»
«Лидер» мбу до «ддт» с. Парабель. Срок реализации программы: 4 года. Программа рассчитана на обучающихся 12 – 17 лет. Данная тема...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Отчет о проведении физкультурно оздоровительной и спортивно массовой...
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение борисоглебского городского округа
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Станция Телеграфная Интегрированная Электронная
Технологический алгоритм учитывает опыт работы комплекса апк “телеграф” (апк-88), цкс-т2рн и полностью поддерживает требования “Технологического...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Отчет о результатах самообследования специализированного структурного...
Самообследование представляет собой процесс самостоятельного изучения, анализа и оценки результатов деятельности специализированного...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Комментарий к правилам дорожного движения в российской федерации
Омельченко Михаил Александрович инспектор специализированного взвода дпс гибдд умвд россии по Тверской области, капитан полиции;...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Анализ и интерпретация качественных данных
Качественное исследование не заканчивается на сборе данных. Кульминацией всей работы является скорее не полевая стадия, а анализ,...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Финансовый анализ»
Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Финансовый анализ» / фгбоу во “Нижегородский государственный педагогический...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Методика применения специализированного диагностического оборудования...
Организационно-методические аспекты применения специализированного диагностического оборудования в системе медико-социальной экспертизы...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Конкурсная документация по проведению конкурсного отбора лизинговой...
Цель проведения конкурсного отбора: отбор лизинговой компании для поставки специализированного автомобиля (мусоровоза) для нужд ОАО...
Анализ алгоритма работы специализированного вычислителя icon Задания по 1 баллу
Как называется величина, которая не изменяется при исполнении алгоритма присваивания

Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск