Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск
№ 8 (2019)
Скачать выпуск PDF

ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПОНЕНТНАЯ БАЗА

6-12 89
Аннотация

Реализация систем с высокой пропускной способностью при традиционном подходе к дискретизации аналогового сигнала по теореме Котельникова сталкивается с проблемами высокого энергопотребления и необходимости хранения и передачи больших объемов данных. Альтернативный подход к выборке и обработке информации основан на достижениях теории сжатой дискретизации. В статье приведен краткий обзор основных положений указанной теории и рассмотрены примеры ее использования на практике для реализации систем считывания информации – аналого-информационных преобразователей. Цель этих устройств – уменьшить давление на обычные аналого-цифровые преобразователи, снизить частоту дискретизации и объем выходных данных. Рассмотрены основные архитектуры аналого-информационных преобразователей: случайной дискретизации, случайного фильтра, случайный демодулятор, модулированный широкополосный преобразователь, сжимающий мультиплексор, предынтегратор случайной модуляции и разреженный предынтегратор случайной модуляции.

13-20 79
Аннотация

Современные стандарты сжатия видеоданных требуют для своей реализации значительных вычислительных затрат. При высоком темпе поступления видеоданных и значительных вычислительных затратах предпочтительным может быть применение аппаратных, а не программных средств сжатия. В статье предложен способ синхронизации потоков данных при аппаратной реализации компрессии/декомпрессии в соответствии со стандартом H.264. Разработанный видеокодек представляет собой сложно-функциональный блок в составе микросхемы 1892ВМ14Я, работающий под управлением внешнего процессорного ядра. Приведены архитектура и основные характеристики видеокодека. Для синхронизации работы вычислительных блоков и контроллера прямого доступа к памяти видеоданных в составе видеокодека имеется регистр событий, представляющий собой набор флагов готовности данных для блоков, участвующих в обработке. Представлены экспериментальные результаты измерения характеристик производительности на реальных видеосюжетах при различных форматах передаваемого изображения, подтвердившие высокую пропускную способность разработанного видеокодека.

21-25 47
Аннотация

Рассмотрено решение задачи верификации связности электрических соединений в топологии сверхбольших интегральных схем (СБИС). Эффективное использование вычислительных ресурсов базируется на построении квазилинейных алгоритмов вычислительной (временной и емкостной) сложности. Рассматриваются следующие алгоритмы: заметания плоскости прямой для построения графа электрических соединений; выделения подмножеств связанных вершин в компонентах связности неориентированного графа большой размерности для определения электрически связанных контактов; установления изоморфизма компонентно-полных раскрашенных графов для сравнения восстановленного списка с исходным списком электрических соединений. Предложенное решение имеет временную сложность O(log2 и емкостную сложность O(), где N – число элементов топологии и s – число контактов в исходной электрической схеме.

26-30 90
Аннотация

Контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) является неотъемлемой частью многих электронных изделий в современной электронике и радиотехнике, который применяется для формирования и обработки аналоговых и цифровых сигналов. Одно из нестандартных применений контура ФАПЧ заключается в реализации преобразователя аналогового напряжения в длительность импульсов. Данное применение контура ФАПЧ позволяет создать аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с высокой разрешающей способностью, а особенности реализации контура ФАПЧ могут обеспечить ряд преимуществ, таких как высокая помехоустойчивость, компенсация погрешностей номиналов пассивных элементов, работоспособность в широком диапазоне температур и т. д. Точность преобразования в таком устройстве зависит как от отдельно спроектированных блоков контура ФАПЧ, так и от параметров всей системы в целом. В статье рассматривается реализация цифрового частотно-фазового детектора (ЧФД), работающего в диапазоне от 0 до 2p. В основе его работы лежит метод частотно-фазового детектирования, обеспечивающий уменьшение времени переходных процессов в контуре ФАПЧ, а также исключающий детектирование когерентных и кратных частот опорного сигнала.

31-36 60
Аннотация

В работе представлены архитектура и основные характеристики высокопроизводительного векторного мультиформатного умножителя, предназначенного для установки в цифровом сигнальном процессоре (Digital Signal Processor, DSP). Предлагаемый умножитель создан на матрице 8´8 целочисленных 13-разрядных умножителей, на основе произведений которых с помощью дерева сумматоров формируются произведения 8-, 16-, 32и 64-разрядных чисел с фиксированной точкой, произведения чисел с плавающей точкой половинной, одинарной и двойной точности, а также различные суммы произведений, в том числе фильтры и произведения матриц. Показано, что при рабочей частоте 600 МГц сложный функциональный блок высокопроизводительного векторного мультиформатного умножителя имеет почти в полтора раза меньшую площадь по сравнению с неуниверсальным устройством аналогичной производительности.

ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ

37-42 61
Аннотация

В настоящее время практически любое электронное изделие имеет в своем составе измерительные датчики для преобразования физических величин. Эти устройства вырабатывают сигнал измерительной информации в форме, удобной для передачи и дальнейшего преобразования. Как правило, выходной сигнал с измерительных датчиков проходит сначала предварительную обработку: усиление, фильтрацию, модуляцию и т. д. После предварительной обработки подготовленного сигнала применяются различные архитектуры аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Выбор АЦП зависит от параметров сигнала преобразования и динамических характеристик используемых датчиков. В статье рассматривается преобразование модулированного по амплитуде сигнала прямоугольной формы с датчика тока в длительность импульсов при помощи контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Архитектура АЦП на основе контура ФАПЧ позволяет получить линейную зависимость скважности выходного сигнала от значения измеряемого входного тока. Макет устройства реализован на печатной плате, его основными компонентами являются датчик тока, представляющий собой мостовую схему из магниторезистивных проводников, фазочувствительный выпрямитель и микросхема двухканального контура ФАПЧ, изготовленная в НПК «Технологический центр».

ИЗМЕРЕНИЯ. ИСПЫТАНИЯ. КОНТРОЛЬ

43-49 66
Аннотация

Для обеспечения соответствия проекта системы на кристалле (СнК) требованиям по эффективности в прикладных задачах весь маршрут разработки СнК, начиная с архитектурного проектирования и заканчивая квалификационными тестами топологического списка цепей, должен быть ориентирован на раннюю локализацию проблем с производительностью. Критическим местом с точки зрения производительности является подсистема коммутации СнК. В рамках настоящей работы предложен инструмент генерации тестов, направленных на проверку соответствия системы заявленным требованиям. Инструмент реализует генерацию тестовых сценариев на основе описания потоков данных и их взаимозависимостей с учетом ограничений. Описание потоков данных на высоком уровне абстракции и учет ограничений позволяют автоматически генерировать как простые нагрузочные тесты, так и сложные тесты на основе сценариев использования, требующие учета зависимости по данным. Для автоматизации анализа результатов прохождения тестов разработан инструмент анализа ошибок, задача которого заключается в сканировании логов теста и нахождении причин их неуспешного завершения. Данный модуль помогает автоматизировать принятие решения соответствия текущего состояния проекта тестовому плану, таким образом, помогая принять решение о распределении ресурсов на проект.

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

50-56 64
Аннотация

В традиционной схеме вычисления быстрого преобразования Фурье (БПФ) коммутация входных аргументов для вычислительного узла «бабочка» осуществляется в различном порядке в зависимости от стадии вычисления, что обуславливает дополнительные затраты ресурсов при аппаратной или программной реализации. В статье предложен способ вычисления БПФ с унифицированной схемой коммутации от стадии к стадии. Представлено итеративное выражение для аппаратной или программной реализации схемы вычисления. Итеративное выражение содержит циклы вычисления двойной вложенности, в отличие от традиционной схемы, где требуются циклы тройной вложенности. На основе итеративного выражения показаны унифицированные схемы коммутации для вычисления БПФ как с прореживанием по времени, так и с прореживанием по частоте. Для предложенных схем описана возможность реконфигурирования для вычисления БПФ различного числа отсчетов, при этом поворотные множители остаются прежними, и нет необходимости делать их переменными. Таким образом, возможность реконфигурирования не требует дополнительных вычислительных затрат.

57-63 107
Аннотация

В статье представлено программно-аппаратное решение задачи анализа эмоционального состояния людей в общественных местах с использованием умных камер. Описываются технологии создания умных камер для семантического анализа изображений на основе вычислительных ядер российского производства ELcore. Рассмотрены этапы семантического анализа изображений с целью обнаружения лиц и распознавания их эмоционального состояния, выделены и реализованы наиболее ресурсоемкие алгоритмы на DSP-ядрах ELcore, разработанных НПЦ «ЭЛВИС». Общий тракт обработки изображений на DSP-ядрах ELcore с целью обнаружения лиц и распознавания эмоционального состояния составляет не более 32 мс. Это соответствует требованиям по обработке сигналов в реальном времени и может быть использовано в камерах для «умных» экосистем.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

64-70 52
Аннотация

Предлагается подход к проектированию высокоскоростных приемопередатчиков последовательных каналов с использованием замены части приемопередающего тракта его высокоуровневой поведенческой моделью, полученной по результатам расчетов на ограниченном интервале времени исследуемых устройств в среде САПР сквозного проектирования на схемотехническом уровне, и последующим анализом этого тракта в среде одной из математических САПР. Использование определенных таким образом поведенческих моделей и специализированной программы в среде САПР математического моделирования снижает противоречие между точностью получаемых результатов и временем моделирования. Это способствует получению более полной статистической информации в процессе проектирования приемопередатчиков без необходимости выполнения точных, но крайне трудоемких расчетов сложной модели приемопередающего тракта на схемотехническом уровне, выполняемых на финальном этапе проектирования.

РАДИОЛОКАЦИЯ И РАДИОНАВИГАЦИЯ

71-78 79
Аннотация

Приведены результаты компьютерного моделирования разработанных двухчастотных антенн миллиметрового и сантиметрового диапазонов длин волн с общей излучающей апертурой. Работа антенн в Каи W-диапазонах основана на известных принципах построения двухрефлекторных антенн с поворотом плоскости поляризации. Твист-рефлектор рассматриваемых антенн совмещен с поверхностью излучения волноводно-щелевой решетки сантиметрового диапазона длин волн (Х-диапазона). Трансрефлектор выполнен по офсетной схеме. Для антенны Каи X-диапазонов трансрефлектор является частью параболоида вращения, а в случае антенны Wи Х-диапазонов трансрефлектор имеет плоскую структуру зонированной антенны Френеля. Компьютерное моделирование выполнялось на основе метода конечных интегралов, который при надлежаще выбранном шаге дискретизации обеспечивает достоверный результат. Рассчитанные характеристики подтверждают работоспособность рассмотренных вариантов антенн.



ISSN 2218-5453 (Print)
ISSN 2686-7680 (Online)