Анализатор телефонных каналов

| Категория реферата: Рефераты по коммуникации и связи
| Теги реферата: курсовые и дипломные работы, реферат
| Добавил(а) на сайт: Воля.

Измерительно-анализирующий блок как средство определения количественных показателей состояния связи обеспечивает подсчет на заданном интервале времени фактов превышения устанавливаемых пороговых значений. Анализатор осуществляет счет: импульсных помех, перерывов связи, скачков амплитуды и скачков фазы.

С ненормируемыми метрологическими характеристиками производится тестирование каналов связи по параметрам, приведенным ниже: соотношение Сигнал/Шум по сигналу МЧС-генератора; соотношение Сигнал/Шум по сигналу О.42-генератора; уровень поступающего на вход многочастотного, псевдослучайного, или четырехчастотного сигнала; индуктивность линии связи; среднеквадратическое отклонение уровня гармонического испытательного сигнала в линии связи (СКО уровня) от среднего значения; максимальный из зафиксированных на интервале 1 с скачок фазы гармонического сигнала; максимальный из зафиксированных на интервале 1 с скачок амплитуды гармонического сигнала; максимальная на интервале 1 с мгновенная мощность измеряемого сигнала; минимальная на интервале 1 с мгновенная мощность гармонического сигнала; относительное время действия импульсных помех; процентная доля секундных интервалов с импульсными помехами на измерительном интервале; процентная доля секундных интервалов с перерывами связи на измерительном интервале; процентная доля секундных интервалов с импульсными помехами и перерывами связи на временном измерительном интервале; относительное время действия перерывов связи; относительное время действия импульсных помех и перерывов связи; построение эхограммы - зависимости затухания от задержки эхо-сигнала.

Основную функциональную нагрузку в анализаторе выполняет Процессор ADSP-
21msp58. На этом процессоре реализуются функции 16 разрядного ЦАП-АЦП, блока сигнальной обработки и последовательно интерфейса.

Описание Процессора ADSP-21msp58.

Процессор ADSP-21msp58 представляет собой совокупность программируемых микропроцессоров с общей структурой, оптимизированную для обработки аналогового сигнала в цифровой форме, а так же для других прикладных целей.
Кроме того, процессор включают аналоговый интерфейс для преобразования сигнала звуковой частоты.

Архитектура семейства ADSP-2100 приспособлена к выполнению задач с помощью цифрового сигнального процессора и построена таким образом, что устройства за один такт могут выполнять следующие действия: генерировать следующий адрес программы; выбирать следующую команду; выполнять один или два шага программы; модифицировать один или два указателя адреса данных; выполнять вычисление.
В этом же такте процессоры, которые имеют релевантные модули могут: принимать и/или передавать данные через последовательный порт; принимать и/или передавать данные через главный порт интерфейса; принимать и/или передавать данные через DMA порты; принимать и/или передавать данные через аналоговый интерфейс.
Системный интерфейс и интерфейс памяти

В каждом процессоре семейства ADSP-2100 четыре внутренних шины соединяют внутреннюю память с другими функциональными модулями: шина адреса; шина данных; шина памяти программ; шина памяти данных.

Внешние устройства могут получать контроль над шинами посредством сигналов предоставления (BR,BG). Процессоры ADSP-2100 могут работать в то время когда шины предоставлены другому устройству, пока не требуется операции с внешней памятью.

Схема начальной загрузки дает возможность автоматической загрузки внутренней памяти после того как ее содержимое было стерто. Это можно осуществлять с помощью интерфейса памяти из EPROM, из главного компьютера, посредством главного порта интерфейса. Программы могут загружаться без применения каких-либо дополнительных аппаратных средств.
Система команд

Процессоры семейства ADSP-2100 используют единую систему команд для совместимости с устройствами с более высокой интеграцией. Система команд позволяет выполнять мультифункциональные команды за один такт процессора, с другой стороны каждая команда может быть выполнена отдельно в своем такте. Ассемблер имеет алгебраический синтаксис, для повышения удобочитаемости легкости кодирования.
Эффективность сигнального процессора

Сигнальный процессор должен быть не только очень быстродействующим, но удовлетворять некоторым требованиям в следующих областях:
Быстрая и гибкая арифметика – архитектура процессоров ADSP позволяет производить такие операции, как умножение, умножение с накоплением, произвольное смещение, а так же ряд стандартных арифметических и логических операций в одном цикле процессора.
Расширенный динамический диапазон – 40-разрядный аккумулятор имеет восемь резервных бит защиты от переполнения при последовательном суммировании, которые гарантируют, что потери данных быть не может.
Выборка двух операндов за один цикл – при расширенном суммировании на каждом цикле процессора необходимо два операнда
Аппаратные циклические буферы – большой класс алгоритмов обработки цифро- аналоговых сигналов, включая цифровые фильтры требуют наличия циклических буферов.
Переход по нулю – повторяющиеся алгоритмы наиболее логично выражать через циклы. Программа Sequenser ADSP-2100 поддерживает работу с циклическим кодом с нулем на верху, в объединении со структурой clearest это повышает эффективность системы. Также нет препятствий для работы с условными переходами.
Вычислительные модули

структурная схема процессора семейства ADSP-2100

[pic]

Как уже говорилось выше каждый процессор содержит три независимых вычислительных модуля: арифметико-логический (ALU); умножение с накоплением (MAC); расширитель (shiffter).
Эти устройства работают с 16-разрядными данными и обеспечивают аппаратную поддержку мультиточности.

ALU выполняет ряд стандартных арифметических и логических команд в дополнение к примитивам деления. MAC выполняет одно-цикловые операции умножения, умножения/сложения, умножения/вычитания. Shiffter осуществляет логические и арифметические сдвиги, нормализацию, де нормализацию и операцию получения порядка, атак же управление форматом данных, разрешая работу с плавающей точкой. Вычислительные модули размещаются последовательно друг за другом, таким образом чтобы выход одного мог стать входом другого в следующем цикле. Результаты работы модулей собираются на
16-разрядную R-шину.

Все три модуля содержат входные и выходные регистры, которые доступны через 16-разрядную DMD-шину. Команда, выполняемые в модулях, берут в качестве операндов данные находящиеся в регистрах ввода и после выполнения записывают результат в регистры вывода. Регистры являются как бы промежуточным хранилищем между памятью и вычислительной схемой. R-шина позволяет результату одного вычисления стать операндом к другой операции.
Это позволяет сэкономить время обходясь без лишних пересылок модуль-память.
Генераторы адресов данных и программа sequencer

Два специализированных генератора адресов данных (DAGs) и мощная программа sequencer гарантируют эффективное использование вычислительных модулей. DAGs обеспечивают адреса памяти, когда необходимо поместить данные из памяти в регистры ввода вычислительных модулей, либо сохранить в результат из выхоных регистров. Каждый DAG отвечает за четыре указателя адреса. Если указатель используется для косвенной адресации то измениятся значение некоторого регистра. С двумя генераторами процессор может выдавать два адреса одновременно для выборки из памяти двух операндов.

Для автоматической адресации модуля круговых буферов значение длины операнда может быть связано с каждым указателем. (Круговая буферная особенность также используется последовательными портами для автоматической передачи данных).

DAG1 обеспечивает адреса только для данных, DAG2 – для данных и программ. Когда в регистре состояния (MSTAT) установлен соответствующий бит режима, адрес вывода DAG1 прежде чем попасть на шину адреса инвертируется.
Эта особенность облегчает работу в двоичной системе.

Программа Sequenсer обеспечивает последовательность команд и адресацию памяти программы. Sequencer управляется регистром команд, который указывает на команду, которая в данный момент выполняется. Выбранные команды записываются в регистр команд за один такт процессора и выполняются в течении следующего. Чтобы уменьшить количество циклов, sequencer поддерживает работу с условными переходами.
Шины

Процессоры семейства имеют пять внутренних шин. Шины адреса программы
(PMA) и адреса данных (DMA) связаны с адресами памяти данных и программы.
Шина данных программы (PMD) и шина данных (DMD) используются для передачи информации связанной с областями памяти. Шины мультиплексированы в одну внешнюю шину адреса и одну внешнюю шину данных. R-шина предназначена для передачи промежуточных результатов непосредственно между вычислительными модулями.

Адресная шина PMA шириной 14 бит обеспечивает достум к 16Кбайтам смешанной системы команд и данных. 24-разрядная шина PMD предназначена для работы с 24-битными командами.

Адресная шина DMA шириной 14 бит, обеспечивает прямой доступ к
16Кбайтам области данных. 16-разрядная шина DMD предназначена для внутренних пересылок между любыми регистрами процессора и регистров с памятью в одиночном цикле. Адрес памяти данных исходит из двух источников: абсолютное значение, определенное в системе команд (прямая адресация) или вывод данных адресует генератор (косвенная адресация). Воспользоваться данными из области команд можно лишь с помощью косвенной адресации.

Шина данных памяти программы (PMD) предназначена для передачи данных в вычислительные модули и считывания результата вычислений через PMD-DMD модуль обмена. Этот модуль позволяет передавать данные от одной шины к другой. Он имеет аппаратные средства для перехода от 8-разрядной шины к другой.

Внутренние переферийные устройства