Лабораторія 4-234

 

Цифрові процесори обробки сигналів або їхня рівнозначна назва — цифрові сигнальні процесори (ЦСП або просто сигнальні процесори), англомовне скорочення — DSP (Digital Signal Processor), призначені для реалізації алгоритмів цифрової обробки сигналів (ЦОС) і систем керування в реальному часі. ЦПОС є однієї з різновидів мікропроцесорів, що чітко виділилася в окремий напрямок розвитку електронної індустрії.

Перший ЦПОС TMS320C10 із продуктивністю 5 млн. операцій на секунду фірми Texas Instruments з’явився на початку 80-х років XX- століття. У наступні роки аналогічна продукція була розроблена іншими фірмами: Analog Devices, Motorola, Lucent Technologies і т.д. Сучасний ринок представлений більшою розмаїтістю ЦПОС із продуктивністю, що досягає декількох мільярдів операцій на секунду. Фантастичні, безупинно зростаючі темпи вдосконалювання ЦПОС у свою чергу активізують розробку нових методів й алгоритмів ЦОС всі зростаючої обчислювальної складності. У цей час динамічно, що розвивається взаємозв’язок, «алгоритм ЦОС ↔ ЦПОС» значною мірою визначає науково-технічний прогрес в області телекомунікацій, включаючи глобальну мережу Internet, і систем мультимедіа.

Використання і впровадження ЦПОС відкриває широкі можливості, а їх універсальність дозволяє один і той самий ЦПОС використовувати в різних системах.

Системи ЦПОС для України є відносно нові, хоча майже всі світові виробники електрорадіоапаратури практично використовують, впроваджують і розробляють свої системи із використанням ЦПОС.

ЦПОС чудово підходять для використання як в побутовій техніці так і в складних науково дослідницьких системах.

В наш час у вітчизняних навчальних закладах і установах, де студенти здобувають освіту за спеціальностями, які напряму пов’язані із радіотехнікою, а, зокрема, і в нашому навчальному закладі постає гостра потреба у вимірювальних пристроях, пристроях генерації, вимірювальних стендах, які давали б змогу працювати на сучасному рівні. Старі вимірювальні пристрої вже не тільки є незручними в експлуатації а й морально і технічно застарілі. При чому весь світ перейшов на використання комп’ютерів в комплексі із точними вимірювальними пристроями, а старі, ще радянські вимірювальні пристрої не дають  змоги підключати комп’ютер до вимірювального пристрою або стенду, щоб візуально контролювати і спостерігати за перебігом проходження дослідження.

Потрібні нові сучасні вимірювальні пристрої і лабораторні стенди, які забезпечували б відповідний рівень точності, надійності і були б зручними у використані (сумісність із комп’ютером). Вітчизняна промисловість такого типу пристроїв масово не виготовляє, а закордонні пристрої є дуже дорогими і недоступними. Тому, в більшій мірі навчальні заклади не мають змоги забезпечувати викладачів і студентів такими пристроями.

На нашу думку слід звернути увагу на вирішення цієї проблеми. Адже, вирішення такої проблеми може значно підвищити рівень підготовки фахівців із радіотехніки.

Одним із вирішенням цієї проблеми є застосування і впровадження систем ЦПОС.

 

dsc_2954

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторні стенди лабораторії цифрової обробки сигналів

 

ЦПОС, як згадувалося вже раніше є досить таки універсальними і багатофункціональними пристроями. Тому, саме їх можна досить вдало використовувати як вимірювальні пристрої, як пристрої генерування, як пристрій цифрової обробки сигналу ЦПОС в комплексі із зовнішніми пристроями можуть бути дослідницькими макетами.dsc_3008

По суті, один і той самий ЦПОС може виконувати роль багатьох пристроїв, потрібно лише встановити певне програмне забезпечення і, при необхідності, підключити потрібні зовнішні пристрої (буферні каскади, аналогово-цифрові перетворювачі, цифро-аналогові перетворювачі, узгоджувальні каскади, та інше.).

При чому, ЦПОС мають повну сумісність із комп’ютером. Тому за допомогою комп’ютера можна керувати системою ЦПОС, спостерігати за процесом дослідження на екрані монітора, корегувати дані результатів дослідження, зберігати їх, аналізувати. Перевага ЦПОС над застарілими вимірювальними пристроями очевидна.dsc_2993

ЦПОС забезпечують необхідну точність, яка здебільшого залежить від якості роботи зовнішніх пристроїв, а не від ЦПОС. ЦПОС дають змогу вивчати нові напрямки радіотехніки, як, наприклад, цифрова обробка сигналів, яка в наш час стає дедалі актуальнішою. Раніше вивчення принципів цифрової обробки сигналів було здебільшого можливо лише теоретично. Зараз, з допомогою ЦПОС можна вивчати різноманітні методи обробки сигналів, методи обробки  і кодування звуку, відео, зображень (MP3, WAV, MPEG-4, AVI, JPEG, і т.д.) і все це на одному пристрої вартість якого в більшості не досягає 1000$. При чому, студенти мають змогу, вивчаючи мову програмування С і С++ будувати на основі ЦПОС свої пристрої, які можна розробляти і досліджувати в рамках дипломних і магістерських робіт.

 

dsc_3004 dsc_2980

 

 В лабораторії обчислювальної техніки студенти вивчають дисципліни: Інтернет технології, сигнали та процеси в радіотехніці, генерування та формування сигналів, основи цифрової обробки сигналів, моделювання сигналів та процесів, математичні методи моделювання та оптимізація рішень, математична статистика та інформаційні системи, спеціальні розділи інформатики, основи комп’ютерного моделювання та проектування радіоелектронної апаратури, САПР РЕЗ, проводять курсове та дипломне проектування.