А.А. Пирогов1, Е.В. Турецкая2, Р.М. Акишкин3

1-3 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

1 pirogov.alx@gmail.com; 2 tav7@mail.ru; 3 clashofclans22885@gmail.com

Постановка проблемы. Цифровой фильтр представляет собой аппаратную или программную реализацию математического алгоритма, определенным образом преобразующего цифровой сигнал. Классификация цифровых фильтров обычно основывается на функциональных характеристиках алгоритмов цифровой фильтрации. Цифровые фильтры могут иметь параметры, которые невозможно реализовать в аналоговых фильтрах, они не требуют периодического контроля и калибровки. Один такой фильтр может обрабатывать несколько входных каналов или сигналов и при этом точность фильтрации ограничивается только используемой разрядностью отсчетов. Реализация блоков цифровой обработки сигналов с применением программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) значительно сокращает аппаратные затраты и позволяет максимально эффективно использовать возможности цифровых фильтров.

Цель. Провести исследование в области цифровой обработки сигналов для получения принципиально новых программно-аппаратных архитектур, а также разработать RTL-модель сложно-функционального блока (СФ-блока) системы цифровой обработки сигналов и проверить ее на логическом и физическом уровнях.

Результаты. В ходе проведенного исследования разработана программно-аппаратная модель фильтра для корректировки параметров в процессе работы с учетом их архитектурных преимуществ и недостатков. Представлен СФ-блок цифровой обработки сигналов, созданный для верификации и подтверждения адекватности предложенной модели. Рассматриваемая модель реализована и проверена на физическом уровне на базе отладочной платы с использованием ПЛИС.

Практическая значимость. Применение представленной модели при конструировании программно-аппаратных устройств цифровой обработки сигналов с возможностью их конфигурации на программном уровне под требуемый набор параметров обработки дает возможность значительно сократить затрачиваемые на разработку ресурсы.

Пирогов А.А., Турецкая Е.В., Акишкин Р.М. Разработка и исследование модели цифрового фильтра системы связи и управления с возможностью конфигурации под требуемый набор параметров // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 7. С. 55-59. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202407-11

1. Айфичер Э.С., Джервис Б.У. Цифровая обработка сигналов: практический подход. М.: ИД «Вильямс». 2008. 992 с.
2. Пирогов А.А., Пирогова Ю.А., Гвозденко С.А., Шардаков Д.В., Жилин Б.И. Разработка реконфигурируемых устройств на основе программируемых логических интегральных схем // Вестник Воронежского гос. технич. ун-та. 2020. Т. 16. № 6. С. 90-97.
3. Pirogov A.A., Glotov V.V., Pirogova Y.A., Gvozdenko S.A., Bashkirov A.V. The development of dynamically reconfigurable devices of digital signal processing based on field programmable gate array // In: AIP Conference Proceedings. 7. “VII International Young Researchers” Conference - Physics, Technology, Innovations (PTI 2020). 2020. P. 070022.
4. Чепелев М.Ю., Пирогов А.А., Башкиров А.В., Бурмистров И.А. Методика получения поведенческой модели для оценки отклонения значащих моментов цифрового сигнала от идеальных положений во времени // Вестник Воронежского ин-та ФСИН России. 2019. № 2. С. 14-25.
5. Пирогов А.А., Акишкин Р.М., Гончаренко И.В., Сёмка Э.В., Турецкая Е.В. Реализация цифрового фильтра Баттерворта с использованием библиотек языка программирования Python // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 54-58. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202308-09.