Билет № 7

1.     Дискретизация сигналов. Выбор частоты дискретизации.

Дискретный сигнал x(nT) получают из непрерывного (аналогового) сигнала  x(t) с помощью электронного ключа, замыкаемого на мгновения через интервалы времени T.

 

 

Работа ключа эквивалентна умножению аналогового сигнала на бесконечную последовательность d-функций:

Погрешность такого преобразования выявляют путём сравнения спектров аналогового и дискретного сигналов.

СВЯЗЬ СПЕКТРОВ

Подставляя в формулу преобразования Фурье выражение (1.1) для  x(nT) и производя преобразования, получают выражение, связывающее спектры дискретного X(jw) и аналогового X_а(jw) сигналов:

 

Выводы из рисунка 1.3:

1.     Спектр дискретного сигнала равен сумме спектров исходного непрерывного сигнала, сдвинутых по оси частот  на величину, кратную частоте дискретизации f_д.

2.     Спектры сигналов совпадают в диапазоне частот (- 0,5w_д , 0,5w_д), если выполняется неравенство  w_в < 0,5w_д ,                                 ( 1.3)

где  w_в – высшая частота спектра непрерывного сигнала.
Это неравенство соответствует утверждению теоремы Котельникова.

3.     Смежные спектры частично перекрываются, если неравенство не выполняется. Возникающее из-за этого искажение спектра называется ошибками наложения.

4.     Аналоговый сигнал можно восстановить без искажений с помощью ФНЧ, имеющего частоту среза w_c = 0,5w_д, при условии выполнения неравенства (1.3).

Признак правильного выбора частоты дискретизации:

аналоговый сигнал восстанавливается без заметных искажений плавным соединением отсчётов дискретного сигнала.

Все наложения сигналов или спектров происходят из-за неудачного выбора (слишком редкого) шага дискретизации. Это приводит к появлению ошибок наложения, то есть искажений формы сигнала или спектра.

Смысл теоремы Котельникова: если непрерывный сигнал x(t) имеет спектр, ограниченный частотой f_в, то он может быть полностью восстановлен по его дискретным отсчётам, взятым с шагом T=1/2f_в, т. е. с частотой f_д =2f_в.

2. Механизм выполнения переходов и обращений к подпрограмме.

К командам данной группы относятся инструкции перехода JUMP, вызова подпрограмм CALL, возврата из подпрограмм RTS и прерываний RTI, цикла DO UNTIL, а также инструкция ожидания IDLE.

Вариации инструкций перехода JUMP и вызова CALL обобщенно могут быть представлены в следующем виде:

[IF cond] JUMP | CALL (In) | <addr>; n=4-7.

Примеры таких инструкций:

IF EQ JUMP mylabel; CALL (I6);

mylabel здесь - это любой идентификатор или метка, определяющая адрес перехода. Вместо метки можно использовать также индексный регистр

DAG2 (I4-I7).

Если используется условие проверки счетчика CNTR (NOT СЕ), он должен быть предварительно инициализирован инструкцией CNTR.  С инструкциями JUMP и CALL (но только с непосредственной адресацией) допускаются дополнительные условные выражения IF FLAGIN и IF NOT FLAGIN, зависящие от состояния линии FI.

По команде IDLE процессор входит в состояние неопределенного ожидания в режиме пониженной потребляемой мощности до получения сигнала прерывания. После обслуживания немаскируемого прерывания процессор переходит в нормальный режим работы и программа выполняется дальше, начиная с команды, следующей за командой IDLE.

Усовершенствованная версия команды IDLE (n) позволяет замедлять внутреннюю тактовую частоту процессора в n раз, также уменьшая потребление энергоресурсов. Значения n могут быть1 6, 32, 64 или 1 28. При выполнении данной команды процессор остается полностью работоспособным, но работает с меньшей внутренней тактовой частотой. В той же степени уменьшаются и частоты всех остальных внутренних тактовых сигналов, например SCLK, CLKOUT, тактовых синхроимпульсов таймера. Увеличивается также время реакции (ответа) процессора на запросы прерывания.

При отсутствии значения делителя n в команде IDLE по умолчанию выполняется ее стандартная версия.

Инструкция цикла DO UNTIL обобщенно описывается выражением:

DO <addr> [UNTIL term];

где <addr> - метка конца цикла, term - одно из условий завершения цикла, например: DO loop UNTIL CE; Действие этой инструкции рассматривалось при описании программного автомата.

Следует обратить внимание, что возможен также вариант безусловной инструкции DO <addr> (без UNTIL), задающей бесконечный цикл.

3. Требования, предъявляемые к хорошему ЦСП.

1. Быстрые, гибкие арифметические модули вычисления.

2. Беспрепятственный поток данных к и из модуля вычисления

3. Расширенная точность и динамический диапазон в модулях вычисления

4. Двойные генераторы адресов данных

5. Эффективное программное упорядочивание то есть формирование потока адресов инструктора.

6. Высокий уровень параллелелизма выполнения операций