Встроенные системы управления и цифровой обработки сигналов специального назначения / Цифровая обработка
Одно из основных требований к системам цифровой обработки информации – высокая производительность. Достигнуть высокой скорости вычислений можно с помощью методов параллельных расчетов, удобных для реализации на ПЛИС.
Современные ПЛИС содержат аппаратные DSP-ядра
(DigitalSignalРrocessing), что в сочетании с большими объемами внутренней
оперативной памяти и возможностью использования дополнительных логических
функций дает в ряде случаев преимущества над традиционными подходами, которые
предполагают использование специально разработанных DSP-процессоров. Для
эффективного использования этого преимущества разрабатываются алгоритмы и
методы, ориентированные на распараллеливание операций, – фильтры высоких
порядков, быстрое преобразование Фурье, вейвлет-анализ, статистическая
обработка данных. Еще одно важное преимущество FPGA – способность обеспечивать
обработку данных непрерывно и со стабильной скоростью.
В основу выполняемых организацией разработок по обработке
радиолокационных сигналов и формированию адаптивных диаграмм направленности
антенн положен спектральный подход, который обладает высокой эффективностью во
многих областях прикладной математики. Одновременно в область цифровой
обработки сигналов внедряются новые методы обработки (вейвлет-разложения). При
этом акцент одновременно делается как на методы расчета аппаратно реализуемых
фильтров, так и на исследование новых методов обработки сигналов, многие из
которых реализуются исключительно программно. Эта тенденция во многом связана с
внедрением процессорных платформ ПЛИС, которые стирают грань между аппаратной и
программной реализациями методов обработки сигналов.
Используемая методология проектирования предполагает многократное
повторное использование законченных и протестированных сложно-функциональных
блоков синтезируемых ядер (soft-core), описание которых осуществляется на
высокоуровневых языках описания аппаратуры, ядер, ориентированных на уровень
предварительного разбиения на структурные единицы в выбранном технологическом
процессе для достижения требуемых характеристик по быстродействию и
используемым ресурсам, а также «жестких» ядер (hard-core) разработанной
топологии.
В качестве технологической платформы для реализации цифровых систем
используются ПЛИС от компании Xilinx, что позволяет при минимальном
энергопотреблении достичь максимальной производительности.
Интеллектуальные методы разработки встроенного программного обеспечения
ModelDrivenDevelopment (MDD) – стремительно развивающаяся инновационная
методология создания программного обеспечения встроенных систем реального
времени, переводящая процесс разработки на качественно новый уровень. MDD
рассматривает процесс разработки как постепенное уточнение исполняемой модели
будущего продукта от высокоуровневой спецификации до программного кода;
методология реализована на основе ROPES
(RapidObjectOrientedProcessforEmbeddedSystems).
Внедрение в организации процесса ROPES обеспечивает высокое качество разработки за счет:
- поддержки шаблонов проектирования;
- уменьшения количества ошибок (дефектов);
- понижения уровня значимости дефектов;
- повышения уровня повторного использования;
- улучшения стабильности и сопровождаемости;
- повышения предсказуемости проекта;
- рационального распределения ресурсов;
- сокращения календарных сроков разработки;
- интеграции разнородных информационных ресурсов проекта.