автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств автоматизированного проектирования программного обеспечения цифровых процессов обработки сигналов

САЩТ-ПЕТЕРБУРГСКШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И.УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА*

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ПРОЦЕССОРОВ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Кочуров Виктор Алексеевич

Санкт - Петербург - 1994

Работа выполнена в Санкт - Петербургском государственной электротехническом университете имени В.И.Ульянова (Ленина).

Научный руководитель -доктор технических наук профессор АНИСИМОВ В.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор ЛЫПАРЬ Ю.И. кандидат технических наук ст. науч. сотр. БАРСУКОВ Ю.В.

Ведущее предприятие - НПО "Буревестник".

Защита диссертации состоится " " 1994 г.

в /11 часов на заседании специализированного совета К063.36.04 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета имени В.И.Ульянова (Ленина) по адресу; 197376, Санкт - Петербург, уА. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета

ЮРКОВ Ю.В.

I.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проектирование устройств ЦОС на базе цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) представляет сложный многоэтапный итеративной процесс. Значительная трудность для разработчиков заключается в нахождении оптимальной реализации алгоритмов обработки сигналов в условиях ограниченного быстродействия и конечной длины разрядной сетки. - Высокая эффективность и качество проектирования устройств ЦОС, функциональная сложность которых постоянно Увеличивается, может быть достигнуто только на основе комплексного применения средств и методов автоматизации проектирования на всех этапах разработки,

Арализ тенденций развития современных средств автоматизированного проектирования программного обеспечения (ПО) ЦПОС показывает, что в настоящее время в связи с повышением сложности проектов выдвигается требование распространения средств поддержки проектирования на более ранние этапы и более высокий-уровень описания. Использование средств высокоуровневого, описания ведет, как правило, к снижению эффективности реализации ПО систем ЦОС, что в большинстве случаев недопустимо в связи с ограничениями реального масштаба времени.

. В соответствии с этим актуальной является проблема принятия оптимальных решений на этапе создания высокоуровневого описания ПО системы ЦОС и проблема автоматизации процесса перехода к программе при обеспечении эффективности программной реализации. Одной из основных трудностей этапа создания высокоуровневого описания является необходимость учета характеристик применяемых методов и алгоритмов, связанных с их реализационными особенностями, такими, как разрядность обработки, вычислительные затраты, ограничения реального масштаба, времени. В соответствии с этим оптимальность принимаемых решений на этапе создания функциональной схемы и определения структурной организации ПО системы ЦОС предполагает использование развитых средств информационной поддержки, обеспечивающих оперативный доступ к проектнш решениям и их анализ с

учетом реализационных особенностей с использованием процедур, содержании знания предметной области.

Этап программной реализации являемся наиболее трудоемким в процессе проектирования систем ЦОС.

При построении кода или программы по высокоуровневому описания в существующих САПР широко используются библиотеки типовых программных реализаций. Одним из недостатков этих САПР является отсутствие средств автоматической или автома-. газированной адаптации характеристик и структуры кода биб-. лиотечных модулей к требованиям решаемой задачи с использованием информации, относящейся к предметной области, что снижает эффективность реализации и точность САПР.

Частичное устранение указанного недостатка предлагается осуществить путем использования библиотек типовых программных реализаций с управляемой структурой кода и характеристиками, которые могут быть адаптированы к требованиям решаемой задачи с применением■специальных. оптимизирующих инструментальных средств, использушцих знания предметной области.

Проектирование эффективных универсальных систем ЦОС, применение адаптивных методов, обусловило отход от использования алгоритмов с жесткой структурой и фиксированным времен 'нем выполнения. В соответствии с этим требуются эффективные средства аттестации ПО систем ЦОС, позволяющие осуществлять автоматический контроль соответствия системы ограничениям реального времени в условиях множественности параметров, влияющих на последовательность и длительность выполнения модулей и фрагментов ПО. Такие средства позволили бы повысить эффективность работы проектировщика на этапе аттестации и снять с него значительную часть информационных потоков.

Из вышесказанного следует, что исследование методов построения- средств, обеспечивающих информационную поддернку на этапе создания высокоуровневого описания ПО ЦПОС и повышающих эффективность проектируемой системы ЦОС путем использования на этапе реализации оптимизирующих процедур, содержащих знания предметной области, а также средств аттестации ПО, позволяющих контролировать его соответствие требованиям реального времени, представляет значительный теоретический и

практический интерес, а создание библиотек типовых программных реализаций с адаптируемой структурой кода и библиотек специализированных процедур анализа синтеза и оптимизации проектных решений является актуальной задачей.

Цель работы. Целью диссертационной работы является исследование и разработка методов построения средств поддержки проектирования ПО систем ЦОС, обеспечивающих эффективное использование типовых программных рэализаий и включение в процесс проектирования процедурных знаний предметной области ЦОС на этапе построения ПО, а также аппаратно-программных средств, обеспечивающих поддержку этапов аттестации и отладки ПО систем ЦОС с возможностью моделирования внешних информационных каналов и анализа функционирования ПО системы обработки в реальном масштабе времени..

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

-разработка общего алгоритма процесса проектирования, функционального состава и архитектуры средств его поддержки;

-разработка принципов построения библиотек типовых программных реализаций с управляемой структурой кода;

-создание методов и процедур анализа и синтеза проектных решений для различных классов элементов ЦОС;

-разработка принципов организации банка типовых программных реализаций (ВТПР), обеспечивающих возможность получения адаптированных к заданным требованиям и условиям применения программных модулей с использованием процедурных знаний предметной области;

-разработка методов интеграции в САПР процедурных знаний предметнйй области и их использования в процессе проектирования;

-разработка архитектуры аппаратно-программных средств поддержки этапов аттестации и отладки ПО;

-разработка методов и принципов построения подсистемы моделирования внешних инфорационных каналов в процессе аттестации и отладки;

-исследование и создание методов генерации сложных входных воздействий.в-реальном масштг^ времени;

-исследование и разработка методов и средств, обеспе-л-вавдих сбор и анализ информации о процессе функционирования ПО при полноскоростной отладке;

-исследование особенностей проектирования ПО для различных типов систем ЦОС.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались понятия и М8ТОД8Ы теории построения систем автоматизированного проектирования, метода системного, структурного и модульного программирования, методы теории цифровой обработки сигналов, теории вероятности, теории автоматического регулирования и имитационного моделирования.

Научная новизна результатов заключается в следующем: 1 предложен алгоритм и общая архитектура системы проектирования ПО ЦПОС, ориентированная на применение типбвых программных реализаций элементов ЦОС а управляемой структурой кода и характеристиками, использование знаний предметной области в виде интегрированных в САПР процедур на этапе построения программы и использование специализированных аппаратно-программных средств аттестации и отладки ПО.

2предложена концепция построения библиотек типовых программных реализаций элементов ЦОС с управляемой структу-'рой кода и характеристиками с использованием стандартных лингвистических средств. Разработаны библиотеки типовых программных реализаций с изменяемой структурой кода для отдельных классов элементов ЦОС.

3)Разрас5сташ методы расчета параметров и оценки характеристик для ряда реализаций элементов ЦОС, в частности, вероятностный метод анализа стабильности генераторов гармонических колебаний на основе рекурсивных структур, позволяющий оценить вероятность выхода погрешности амплитуды сигнала из заданных границ исходя из разрядности обработки и длительности генерируемого сигнала, а также определить периодичность коррекции амплитуда. Разработаны процедуры анализа и синтеза проектных решений для отдельных типов элементов ЦОС, учитывающие их реализационные особенности

4) Предложена архитектура банка типовых программных реализаций, отличающаяся трехуровневой иерархической оршнизз-

цией, составом универсальных и специальных инструментальных средств. Архитектура позволяет интегрировать в БТПР процедурные знания предметной области в виде специализированных программ, используемых для анализа и синтеза проектных решений в процессе проектирования, автоматизировать процедуру получения программных модулей с заданными характеристиками на основе типовых программных реализаций.

5) Разработана архитектура аппаратно-программных средств поддержки этапа аттестации и отладки ПО сложных систем ЦОС, отличающаяся наличием подсистемы моделирования внешних информационных каналов, подсистемы сбора и анализа информации о процессе выполнения ПО в режиме полноскоростной отладки.

6) Разработаны методы генерации входных воздействий с плавно изменяющимися параметрами. Методы позволяют моделирование сигналов со сложными законами изменения параметров в реальном масштабе времени." Предложена организация подсистемы моделирования внешних информационных каналов на основе предложенных методов, разработаны процедуры генерации для ЦПОС Ж320С30.

7) Предложена организация аппаратных средств и программного обеспечения подсистемы измерения временных интервалов в режиме полноскоростной отладки.

Практические ценность работы заключается в слэдущем:

1 предложенная архитектура САПР ПО ЦПОС позволяет разработчику выполнять сквозное проектирование ПО систем ЦОС с эффективной информационной поддержкой этапов создания функциональной схемы, реализации и аттестации, что способствует снижению времени проектирования и повышению точности принимаемых решений.

2) Разработанная библиотека типовых программных реализаций элементов ЦОС с адаптируемой структурой кода значительно повышает эффективность программной реализации и ускоряет процесс проектирования законченной системы обработки.

3)Использование в процессе проектирования разработанных методов и процедур анализа и синтеза проектных решений для отдельных типовых элементов ЦОС спас 'ствует более эффектив-

ной реализации систем обработки на их основе и повышению точности САПР ПО.

4)Разработанная библиотека процедур генерации сигналов с из-мешшцимися во времени параметрами расширяет возможности средств аттестации ПО в режиме реального времени.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в Научно-исследовательском институте электротехнических устройств (НИИ ЭТУ) и Научно-исследовательском и конструкторском институте медицинской лабораторной техники города Санкт-Петербурга.

Сведения из диссертации использованы в научно-исследовательских работах кафедры систем автоматизированного проектирования СПГЭТУ.

Аппробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:48 научно-технической конференции, посвященной Дню Радио, С.-Петербург, 1993 г. научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ, 1$90-1994 гг.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 Печатных работ, в том числе: 5 статей, 1 тезисы доклада, 1 методические указания. '

Обьем и структура работ».

Диссертация-состоит из введения, четырех глав,.заключения, списка литеретура, включающего 82 наименования и 12 прилозгений. Основная часть работы изложена на на 125 страницах машинописного текста. Работа содержит 21 рисунок,

2.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ /

Во введении обоснована актуальность тема диссертации, сформулирована цель и основные задачи исследования.

В первой главе приводится анелиз процесса проектирования. Отмечено, что одним из факторов, определяющих в настоящее время развитие средств проектирования ПО систем ЦОС, является необходиность выполнения двух противоречивых требований:

1.Значительно возросшая слоасность организации ■ По уст-

ройств ЦОС требует средств поддержки проектирования, позволяющих высокоуровневое описание проектируемой системы, обеспечивающих работу с ней в терминах, максимально соответствующих предметной области.

2.Необходимость максимально эффективной реализации отдельных модулей и фрагментов ПО, обусловленная ограничениями реального масштаба времени.

В связи с этим значительно повышаются требования к эффективности средств поддержки этапа реализации. Отличительной чертой ЦОС является то, что она основана на хорошо разработанных соотношениях математической теории, которые непосредственно используются при разработке программы. Центральную роль в теории ЦОС играют понятия "сигнал" и "функциональный элемент*, что создает естественную основу для модульной организации ПО и позволяет эффективное использование библиотек типовых программных реализаций на этапе перехода от высокоуровневого описания системы к программе. Шесте с том, можно отметить следующие недостатки, присущие существующим САПР ПО ЦПОС: .

1.Использование реализаций понятий и элементов предметной области в виде библиотек программных модулей, не позволяющих адаптацию структуры кода к заданным характеристикам и требованиям, что ведет к снижению эффективности реализации системы обработки.

¿.В .процессе построения и оптимизации программы на основа типовых реализаций не используется значительная часть информации', относящаяся к предметной области, что значительно снижает точность САПР ПО.

З.Отсутотвие необходимой организации информации не позволяет автоматизировать процесс поиска оптимального решения на заданном множестве.

С целью устранения указанных недостатков предлагается . алгоритм проектирования, который занимает промежуточное положение между использованием обычных библиотек типовых реализаций и пакетов программ генерации кода, разработанных для отдельных классов элементов ЦОС. Алгоритм обеспечивает более 8ф{|ективную реализацию программ ЦОС-по сравнению с использо-

вашем обычных библиотек программных реализаций и меньше затраты на создание инструментальных средств проектирования, модификацию и накопление информации по сравнению со специализированными кодогенераторами.

Алгоритм основан на использовании библиотек типовых программных реализаций, структура кода и характеристики которых могут управляться параметрами, расчитываемыми исходя из заданных характеристик с использованием специальных инструментальных средств, содержащих знания предметной области. Построение ПО производится в следующей последовательности:

1.Разработка функциональной схемы, определение структурной организации системы и спецификаций отдельных блоков.

2.Выбор типовых программных реализаций, удовлетворяющих заданным спецификациям.

" 3.Генерирование на основе выбранных ТПР программных модулей с заданными характеристика® с использованием специализированных инструментальных средств.

4.Программная . реализация функциональных блоков, для которых отсутствует ТПР.

5.Объединение программных модулей. . в соответствии с указанной последовательностью был определен функциональный состав и структура средств проектирования, ориентированных на использование библиотек ТПР с управляемой структурой кода, специализированных инструментальных средств расчета параметров, оценки характеристик и построения программных модулей.

В заключительных разделах главы приведен анализ существующих инструментальных средств поддержки проектирования ПО систем ЦОСг в частности, средств ввода описания системы, средств синтеза и оценки проектных решений, средств построения кода. Для каждой группы определен ряд- характеристик, в наибольшей степени определяющий их эффективность и качество получаемых с их помощью проектных решений. Определяются требования к аппаратно-программным средствам поддержки этапа аттестации ПО ЩОС. Отмечено, что важными свойствами этих средств при значительном усложнении проектов является возможность моделирования внешних информационных каналов и конт-

роля выполнения ограничений реального масштаба времени в режиме полноскоростной отладки.

Вторая глава посвящена исследованию и разработке средств информационной поддержки этапа создания функциональной схегг! и средств.поддержки этапа программной реализации. В первых разделах рассматриваются стандартные средства проектирования, позволявшие ссздаьать библиотека типовых программных реализаций с управляемой структурой кода и характеристиками. Отмечается, что для данной цели могут быть попользованы возможности макроассемблера и препроцессоров. Создание ШР с управляемой структурой кода и гзрактеристикамя рассматривается на призере построения библиотек для двух классов устройств: генераторов гармонических сигналов на оснозе рекурсивных структур а адаптивных фильтроз.

Каэдая ТПР описывает ьяшестзо проектных решений. Программные модули с заданными характеристиками могут быть получены на основе ТПР путем конкретизации значений параметров, определяющих структуру кода и характеристики. Выбор оптимальных проектных решений и получение программных модулей с заданными характеристиками требует интеграции в систему проектирования процедур, осуществлякйцх расчет параметров ТПР и оценку характеристик полученных проектных решений. В работе рассматривается построение таких процедур для класса генераторов гармонических сигналов на основе рекурсивных структур и класса адаптивных фильтров.•.

Предлагается вероятностный метод оценки стабильности генераторов, позволяющий:

-расчитать вероятность в&тода погрешости шшлитуды генерируемого сигнала из. заданных границ исходя из разрядности обработка, количества отсчетов, отношения,частоты, выходного сигнала к частоте генератора;

-сравнить стабильность различных типов генераторов при заданных значениях параметров;

-расчитать максимальный период времени, через который необходимо производить коррекцию амплитуда, исходя из заданных значений максимального отклонения и допустимой вероятности превышения погрешностью амплитуда этого значения;

-оценить необходимую разрядность обработки* На основании предложенного метода была разработана библиотека процедур расчета параметров и характеристик.

Для класса адаптивны^ фильтров были разработаны процедуры, позволяющие оценить адаптивные свойства, алгоритмов, ограничения на диапазон изменения параметров, обусловленных свойствами обрабатываемых,процессов и конечной разрядностью,. вычислительные затраты.

Оперативность получения проектных решений и их оценки предполагает наличие информационной структуры, обеспечивающей быстрый доступ к ТПР и процедурам анализа и синтеза в процессе проектирования. В работе предлагается организация такой структуры в виде банка Tiff (БТПР), реализующего некоторую модель предметной области. БТПР включает следующие типы компонент:

, -ТПР, на основе которых'могут быть получены программные модули с заданными характеристиками; ' .

-наборы параметров, управляющие структурой и параметрами модулей;

-процедуры расчета параметров и оценки характеристик проектных решений; .

-информация об иерархичэских и вспомогательных .отношениях компонент БТПР.

• Предложена трехуровневая организация БТПР. Первому уровню соответствует понятие'"класс", второму уровню - понятие "объект", третьему уровню - понятие "конкретная реализация", Первый уровень выполняет функцию иерархической организации информации. Класс объединяет объекты с общими для них свойствами, и монет рассматриваться как некоторая макромодель входящих в него объектов. Введение в БТПР классов позволяет: 1.Организовать доступ к процедурам расчета характеристик и параметров путем задания отношения объект-класс и заполнения информационной структуры, определяемой классом.

2.Сосредоточить часть информации о взаимосвязи параметров, характеристик и процедур расчета на уровне класса, не воспроизводя ее при вводе каждого объекта.

3.Структурировать информацию об объектах предметной об-

ласти по основным я вспомогательна! признакам

4.Проводить сравнение проектных решений, относящихся к одному классу, по общим для них свойствам!.

Объект включает набор модулей» описывающих ТПР и взаимосвязь ее параметров й характеристик с процедурами их получения.

Формализованные знания первого и второго уровня представляют собой интенсиональное описание некоторого множества конкретшх реализаций. Набору модулей ?, описывающему объект второго уровня, будет соответствовать множество конкретных реализаций 3 третьего уровня с конкретными параметрами я характеристиками. При этом для любого модуля в<?5 выполняется отношение (■, з(. 1, позволяющее получит*, я, используя ?. .

В заключительных разделах рассматривается алгоритм применения библиотек ТПР я инструментальных ср-з^тв синтеза и анализа проектных решений в процессе создаизд ПО с использованием ассемблера ЩЮС 1Ж320С2ЕГ.

Третья гдара посвящена -иссладованшз методов построения ашмратно-програшных средств аттестации и отладки ПО . ЦПОС. Повышение сложности организации ПО систем ЦОС привело к зна-чительшг.! трудностям, во'зникащим в процессе аттестации и отладки. Многоканальная обработка, расширение диапазона частот входных сигналов, применение методов более тонксЗ обработки исследуемых процессов, значительное увеличение размерности, пространства параметров .входных воздействий, а также целесообразность минимизация времени испытаний на реальных объектах Требует развитых средств имитации внешних информационных каналов.

Отход от использования алгоритмов с жесткой структурой и фиксированным временем выполнега^ обусловленный необходимость?) создания универсалы-ых систем ЦОС, использования адаптивна методов обработки, требует применения эффективных средств аттестации ПО систем ЦОС, позволяющих осуществлять автоматический контроль соответствия системы ограничениям реального времени в условиях множественности параметров, влияющих на последовательность и длительность выполнения модулей- и фрагментов ПО.

Реализация функций отладки без учета ограничений реального масштаба времени подробно рассмотрена в литературе. В соответствии с этим основной акцент при рассмотрении вопросов построения отладочных средств сделан на исследовании методов реализации режима полноскоростной отладки и контроля выполнения ограничений реального масштаба времени. В работе предлагается организация средств аттестации и отладки на базе универсальной ЭВМ, отладочного и специализированного уп-равляущего модуля, отличающаяся наличием подсистем имитации внешних воздействий и подсистемы контроля ограничений реального "масштаба времени. Рассматриваются различные типы архитектур аппаратных средств, отличающиеся сложностью, набором возможностей, предоставляемых пользователю, и предназначенные для отладки ПО расличных классов систем ЦОС.

В работе подробно рассмотрено построение двух подсистем:

-подсистемы моделирования внешних воздействий;

-подсистемы .контроля ограничений реального масштаба времени.

Моделирование внешних информационных каналов в реальном масшгабе времени требует наличия программных средств, обес-печиващих достаточную гибкость описания воздействий-при высокой скорости их генерации. С учетом этих требований был разработан язык описания входных воздействий и методы и библиотеки процедур получения наиболее часто используемых при аттестации типов сигналов, обеспечивающие высокую скорость генерации.

При разработке лингвистических средств описания внешних воздействий был использован синтаксис языка Паскаль. Отличие от стандартного языка состоит во введении специальных элементов, в явной форме отражающих выводы и каналы обмена ЦПОС. К таким элементам относятся InN, IntN, Bio и др. Возможность моделирования воздействий по различным каналам ЦПОС определяется компромиссом между функциональными возможностя-ш и сложностью аппаратных средств.

С целью обеспечения режима полноскоростной отладки с моделированием внешних воздействий были разработаны методы и

библиотеки процедур генерации для сигналов различных типов, в частности, для гармонических сигналов с плавно изменяющимися параметрам. Методы основаны на рекурсивных алгоритмах и обеспечивают генерацию гармонических сигналов с линейно и экспоненциально изменяющимися частотой и амплитудой с периодом дискретизации 4-8 тс при реализации на IBM, и 0.5 мкс прч реализации на TMS32GC30, что приблизительно на два порядка меньше, чем при использовании прямого вычисления.

Подсистема контроля ограничений реального масштаба времени позволяет измерять в режиме полнсскоростной отладки моменты прохождения отлаживаемой программой критических точек и появления заданных сигналов (данных на входе системы, сигналов прерывания, управляющих и спюфониз1фрщях сигналов), контролировать длительность интервалов меаду двумя заданными событиями. Данный резким особенно важен при использовании адаптивных методов и алгоритмов, когда время выполнения отдельных фрагментов программа зависит от множества параметров входных процессов. В работе-приведена организация аппаратных средств и ПО подсистемы.

В четвертой главе рассматриваются особенности использования разработанных средств проектирования при построении ПО различных типов систем ЦОС. Применение, средств поддержки проектирования рассмотрено на примере разработки ПО блока спектрального анализа с изменяемым частотным разрешением и блока декодирования сигналов многочастотпой сигнализации. Блок спектрального анализа предназначен для использования в системах вибродиагностика. Метод измерения спектральных характеристик, используемый в блоке, предполагает смещение исследуемого диапазона в область низких частот и получение спектра с использованием ЕПФ. Применение данного метода позволяет значительно снизить требования к объему памяти при увеличении частотного разрешения по сравнению с использованием прямого вычисления НПФ, что особенно важно при проектировании автономных малогабаритных устройств. В процессе проектирования ПО блока спектрального анализа были использоешш библиотеки ТГ1Р, процедуры оптимизации параметров, что позволило' расширить частотный диапазон при заданных требеваниях к

точности получаемых оценок...

Блок декодирования сигналов многочастотной сигнализации предназначен для использования в системах телефонной связи. Основная задача, которая решалась в процесее проектирования, - обеспечение обработки максимально возможного числа каналов одним процессором при выполнении заданных требований к надежности приема. Блок был реализован на базе ЦПОС THS320C25. Применение методов расчета оптимальных характеристик функциональных блоков позволило обеспечить обработку одним процессором восемнадцати каналов.

-В приложениях приведены характеристики поколений ВДОС, отдельных инструментальных средств проектирования, фрагменту библиотек ТПР, вычислительные затраты и требования к объему памяти, для алгоритмов^ адаптивной фильтрации, программы реализации блоков спектрального анализа и декодирования сигналов многочастотной сигнализации.

3.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате' проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты

1) Предложен алгоритм.и общая архитектура системы проектирования ПО ЦПОС, ориентированная на '.'применение типовых программных реализаций о управляемой структурой кода и характеристиками, интеграцию процедурных знаний предметной области и использование специализированных аппаратно-программных средств аттестации и отладки ПО.

2)Рааработаны библиотеки типовых программных реализаций с управляемой структурой кода для отдельных классов элементов ЦОС. Управление структурой кода обеспечивается с помощью дараметров, значения которых определяются заданными характеристиками элемента.

3) Предложены методы расчета параметров и оценки характеристик для ряда реализаций элементов ЦОС, в. частности, вероятностный метод анализа стабильности различных типов генераторов гармонических колебаний на основе рекурсивных структур, .позволяющий оценить вероятность выхода погрешности ам-

шштуды сигнала из заданных границ исходя из разрядности обработки и длительности генерируемого сигнала, а такяе определить периодичность коррекции амплитуды.

4)Разработаны процедуры оценки характеристик и расчета : параметров для отдельных классов элементов ЦОС.

5) Предложена архитектура банка типовых программных реализаций, отличающаяся трехуровневой иерархической организацией, составом универсальных и специальных инструментальных средств. Архитектура позволяет интегрировать в БТПР процедурные знания предметной области в виде специализированных программ, используемых для анализа и синтеза проектных решений в процессе проектирования, • автоматизировать процедуру' получения программных модулей с заданными характеристиками на основе типовых программных реализаций.

6) Разработана архитектура шшаратно-программных средств поддержки этапа аттестации и отладки ПО слошшх систем ЦОС, отличающаяся наличием подсистемы моделирования внешних информационных каналов,- подсистемы сбора и анализа информации о процессе выполнения ПО в рэкиме полноскоростной отладки.

7) Разработаны методы генерации входных воздействий с плавно изменяющимися параметрами. Методы позволяют моделирование сигналов со сложными законами"изменения параметров в реальном масштабе времени. Предложена организация подсистемы моделирования внешних информационных каналов на основе предложенных методов,, разработаны процедуры генерации для IBM PC и ЦПОС TMS320C30.

8) Разработана структура подсистемы измерения временных интервалов в режиме полноскоростной отладки.

9) Предложена методика про-кгирования ПО систем ЦОС на основе типовых программных реализаций с использованием специализированных инструментальных средств синтеза и оценю» проектных решений и аппаратных средств поддержки этапов аттестации и отладки ПО.

4.ПУБЛИКАЦИИ ПО КЫЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Цифровая обработка, сигналов с использованием кросс-средств: Методические указания к лабораторцщ работам по дисциплине "Автоматизация проектирования программного обеспечениям/Сорт.:Л, В. Сергеевич, Г. И, Хорьков, В, А. Кочуров и др.; Под, ред. В. И- Авдсимова. т- ЛЭТИ, - СПб., 1991.

2.Гаркуща В.Н.,Кочуров В.Д.Дорьков Г.И, Построение препроцессоров для САПР ЦО ЦПОС// Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Меквуз, сб. науч. тр.т СПб, 1992, С.34-40.

3.Гаркуша р.Н..Кочуров В.А.Дорьков Г.И. Адаптивная ©шьтрация с применением цифрового процессора обработки сиг-валов КМ1867ВМ1// Проектирование измерительных, систем: lias-вуз. сб. науч. тр./ НПИ, - Новгород, 1991, 0.42-48,

4.Гаркуша В.Н.,Кочуров В.А.,Хорьков Г.И. Реализацвд- интегральных преобразований с применением цифрового цроцессора обработки сигналов TMS3201Q// Вопросы проектирования измерительных систем: Сб. Изв. СПб. электротехц. ин-т^ им, В. il. Ульянова (Ленина), г- СПб., 1992, - Вып. 446, С. 95-100.

5.Кочуров В.А.,Хорьков Г.И. Организация средств' цроек-тирования устройств цифровой обработки сигналов на этапе структурного и параметрического синтеза// Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Меквуз. сб. науч. тр.- СПб, 1992, С.34-43.

6.Гаркуша В.Н..Кочуров В.А,, Хорьков Г.И. Разработка библиотеки типовых блоков ЦОС для ТМ532010//Методы и аппаратно-программные средства цифровой обработки сигналов: Сб. Изв. СПб. гос. электротехн. ун-та щ. В. И.Ульянова (Ленина). - СПб., 1993, - вып. 462, С. 42-46.

Т.Кочуров В.А.,Хорьков Г.И. Использование встроенных аппаратных средств в процессе проектирования устройств ЦОС// Тезисы доклада 48 НТК, посвященной Дню Радио,- СПб НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С,Полова, С.-Пб., апр. <993.