電子信息工程綜合實(shí)踐中信號處理系統(tǒng)的研究

賁雪

摘? ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)電子技術(shù)與電子信息工程自問世伊始便在諸多行業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用普及，從多角度、多層次對社會總體生產(chǎn)力、發(fā)展進(jìn)程起到優(yōu)化提升與推進(jìn)作用。而在工程運(yùn)行與綜合實(shí)踐過程中，需要對各類傳輸?shù)碾娦盘栠M(jìn)行提煉分析與轉(zhuǎn)換處理，以保障電信號傳輸穩(wěn)定性、傳送與接收的全面性。這一工程運(yùn)行目的的實(shí)現(xiàn)，需要構(gòu)建起高度集成化、可控性的信號處理系統(tǒng)。因此本文也對采用DSP芯片的信號處理系統(tǒng)在電子信息工程中的應(yīng)用實(shí)踐情況開展以下研究。

關(guān)鍵詞：電子信息工程? 綜合實(shí)踐? 信號處理系統(tǒng)

中圖分類號：TN911? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0108-02

電子信息工程是信息化時代下多種計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的綜合體，主要運(yùn)行內(nèi)容為對電信號的實(shí)時獲取與處理，如對多種通信電信號的實(shí)時處理、傳輸與轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)等，這都涉獵到電子信息工程。而在工程運(yùn)行過程中，電信號的穩(wěn)定獲取與合理處理是關(guān)鍵所在，關(guān)乎到整體工程的運(yùn)行質(zhì)量、效率與穩(wěn)定性。而隨著DSP的問世，也推動了電子信息工程中信號處理總體體系的發(fā)展，充分發(fā)揮出信號處理系統(tǒng)在信號修改、強(qiáng)化、數(shù)據(jù)處理、即時處理等領(lǐng)域中的應(yīng)用效用，具有深遠(yuǎn)意義。

1? DSP的主要應(yīng)用價值、特征與意義研究

1.1 高處理速度特征

在傳統(tǒng)電子信息工程運(yùn)行過程中，信號處理系統(tǒng)中所配置規(guī)格型號的微處理器的實(shí)際數(shù)據(jù)處理速度較低，與電子信息工程的發(fā)展相脫節(jié)，無法滿足逐漸提升的信號高速、實(shí)時處理需求。而隨著DPS的問世與不斷發(fā)展，在數(shù)據(jù)處理速度、處理時效性兩方面共同實(shí)現(xiàn)對電子信息工程運(yùn)行效率、信號處理速度的優(yōu)化提升。

首先，在數(shù)據(jù)處理速度層面上，DPS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電子信息工程所配置的通用微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所不同，創(chuàng)新性的采用了哈佛結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)的主要特征與應(yīng)用優(yōu)勢為：哈佛結(jié)構(gòu)是一類創(chuàng)新性的并行體系結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部將程序與數(shù)據(jù)存儲功能模塊加以獨(dú)立配置（以獨(dú)立存儲器形式），不同存儲器都附有獨(dú)立、配套的編址、訪問。而這一并行體系結(jié)構(gòu)則賦予了DSP可同時獲得指令字、操作數(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，大幅提高了電子信息工程中信號處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率、處理水平。

其次，在處理時效性層面上。相較于電子信息工程中所配置傳統(tǒng)的通用微處理器而言，DSP芯片更為強(qiáng)調(diào)于對信號處理時效性的提升，具有即時處理資料的功能模塊，這也拓寬了電子信息工程與信號處理系統(tǒng)的適用范圍。

1.2 大規(guī)模集成性特征

相較于電子信息工程中所配置的通用微處理器芯片內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)而言，DSP芯片具有大規(guī)模集成性特征，不但提高了芯片數(shù)據(jù)處理精度、運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性，還縮減了芯片的體積大小，可在復(fù)雜工作環(huán)境下長時間運(yùn)行。從體積、運(yùn)行可靠性、功能模塊等多層次來看，DSP芯片相較于傳統(tǒng)的通用微處理器而言，具有極為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。例如第五代DSP芯片相比四代芯片而言，具有更高的集成度，將芯核與各類外圍元件集成于單一芯片之上。

1.3 可編程與控制性特征

在DSP芯片與信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，DSP可對所接收的數(shù)字信號進(jìn)行修改、強(qiáng)化與適當(dāng)刪減，并遠(yuǎn)程操控其他芯片將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行解譯，并具有可編程功能模塊。在電子信息工程中信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不但被廣泛應(yīng)用于信號轉(zhuǎn)換、譜分析，以及語音、圖像、振動等信號的處理，還可通過附有DSP芯片的信號處理系統(tǒng)的管理、運(yùn)行，完成各項(xiàng)濾波任務(wù)，且不會對硬件設(shè)備造成損壞問題與運(yùn)行影響，這也是DSP可控制性特征的主要表現(xiàn)形式之一。

1.4 應(yīng)用意義

在電子信息工程運(yùn)行過程中，涉獵到諸多領(lǐng)域、學(xué)科、具有范圍寬泛等工程特征。而在工程綜合實(shí)踐與運(yùn)行過程中應(yīng)用各類傳統(tǒng)通信手段、技術(shù)與設(shè)備時，則會大幅提高工程綜合實(shí)踐復(fù)雜系數(shù)，如應(yīng)用通用微處理器時，則會降低信號處理效率。此外，部分電子信息工程內(nèi)所配置的各類設(shè)備之間具有一定的間隔距離，應(yīng)用傳統(tǒng)的信號采集、傳輸與處理手段，并無法確保不同設(shè)備之間所傳輸、接受信號的穩(wěn)定性、實(shí)時性與準(zhǔn)確性。此外，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，雖然在電子信息工程中提高了計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的配置力度、總體所占比重，但卻無法借助于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的快速信息處理能力對信號加以快速、準(zhǔn)確的即時處理。

而隨著對附有DSP信號處理系統(tǒng)的應(yīng)用，則實(shí)現(xiàn)了對不同頻率信號的快速、全面處理，以及信號的穩(wěn)定傳輸、接入，數(shù)字信號處理逐漸將模擬信號處理加以取代，并為電子信息工程的綜合實(shí)踐與未來發(fā)展提供了新的途徑。

2? DSP的主要功能模塊與應(yīng)用方向研究

2.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

首先，在附有DSP的信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其內(nèi)部配置、應(yīng)用的ISA總線技術(shù)會將DSP電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，隨后將轉(zhuǎn)換處理后的信號進(jìn)行實(shí)時、遠(yuǎn)程傳輸，并確保信號的傳輸穩(wěn)定性、時效性與完整性。其次，PC處理器等對所接收的信號開展深化處理，并遵循所接收信號指令執(zhí)行各項(xiàng)管理操作。

2.2 信號保存與控制

在信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不但需要開展DSP信號的實(shí)時接收、即時處理與傳輸?shù)裙芾砉ぷ?，也需要對信號進(jìn)行匯總保存。此外，DSP會將各類傳輸信號以可視化圖表形式加以展示，然后信號處理系統(tǒng)管理人員根據(jù)圖表設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)、操控系統(tǒng)界面。管理人員借助于信號處理系統(tǒng)的管理界面，對各項(xiàng)相關(guān)程序進(jìn)行綜合運(yùn)用，開展信號處理管理工作。

3? 信號處理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)研究

在附有DPS的電子信息工程信號處理系統(tǒng)中，其主要有兩部分加以共同構(gòu)成，分別為系統(tǒng)微機(jī)單元、DSP處理單元。而在信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，上述構(gòu)成部分的主要運(yùn)營職責(zé)、效用為：在管理人員將信號與各類系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入時，需要借助于微機(jī)單元，將電信號實(shí)時、完全、快速的輸入處理器內(nèi)，隨后處理單元對處理器所接收的通信信號開展分體提煉、轉(zhuǎn)換、匯總保存等一系列處理工作，隨后將經(jīng)過處理后的信號加以遠(yuǎn)程傳輸。

3.1 系統(tǒng)微機(jī)單元研究

在信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，微機(jī)單元在整體系統(tǒng)中占據(jù)著極為重要的應(yīng)用地位，是將電子信息工程中人員與過程加以緊密連接的關(guān)鍵紐帶。例如在選定信號處理系統(tǒng)的運(yùn)行目標(biāo)后，管理人員、或用戶借助于微機(jī)單元與各項(xiàng)系統(tǒng)功能模塊，對電子信息工程輻射范圍內(nèi)所分布的電信號開展采集作業(yè)，以及后續(xù)的信號換頻、轉(zhuǎn)換、自動測量等一系列處理流程。最后，微機(jī)單元將信號處理結(jié)果以圖表等形式在信號處理系統(tǒng)界面上加以顯示，便于管理人員與用戶對數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行查詢。

3.2 系統(tǒng)處理單元研究

在信號處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，為確保所采集、接入電信號的真實(shí)性、安全性，需要借助于系統(tǒng)處理單元，以信號濾波的形式，對信號電壓加以擴(kuò)大，并確保擴(kuò)大后的信號電壓與傳輸通道的具體要求相符合。隨后，處理單元對經(jīng)過濾波處理的信號開展信號轉(zhuǎn)換、還原、放大、即時傳輸?shù)纫幌盗刑幚砹鞒?，并對所接入、處理與輸出的信號加以匯總保存。

4? 結(jié)語

本文為推動電子信號工程的進(jìn)一步發(fā)展，提高信號傳輸穩(wěn)定性與處理速度。因此對附有DSP的信號處理系統(tǒng)在電子信息工程綜合實(shí)踐領(lǐng)域中的主要應(yīng)用特征、應(yīng)用價值、意義，以及DSP的主要功能模塊、系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)開展上述研究。雖然信號處理系統(tǒng)具有極為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，但其中所配置的DSP芯片與通用微處理器相比，在通用功能層面上仍存在一定的不足，這一問題有待加以改進(jìn)、完善。

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