Итоги конкурса на лучшую учебно-исследовательскую работу среди студентов и аспирантов кафедр вузов, входящих в Университетскую программу НТЦ "Модуль".

Общий призовой фонд конкурса, выделяемый НТЦ "Модуль", составил $1879 и распределяется следующим образом:

Всем участникам конкурса журнал «Электроника: НТБ» предоставляет бесплатную подписку на 2003 год.

По результатам конкурса определены следующие победители:

ПЕРВОЕ МЕСТО:

Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета

Проект "Методы и устройства цифровой обработки радиолокационных сигналов с использованием процессора Л1879ВМ1"

Авторы проекта:

Миронов Сергей Николаевич, аспирант кафедры радиотехники,
Дударев Валерий Александрович, аспирант кафедры радиотехники,
Богатов Александр Дмитриевич, студент радиотехнического факультета.

Научный руководитель: д. т. н., профессор кафедры радиотехники Костров Виктор Васильевич.

Аннотация:

Проект направлен на решение крупной научно-технической проблемы, заключающейся в разработке теоретической базы и исследовании принципов работы, методов построения и модернизации аппаратуры цифровой обработки сигналов (ЦОС) для радиолокационных станций обзорного типа, алгоритмов обработки и представления информации, метрологического обеспечения разрабатываемой цифровой аппаратуры РЛС. Основным объектом исследований является когерентная активная РЛС с псевдослучайным фазокодоманипулированным радиосигналом и импульсным излучением. Цифровая обработка сигналов, включающая в себя:

• корреляционную обработку (сжатие) широкополосных импульсных сигналов и вычисление комплексной амплитуды;
• селекцию движущихся целей;
• предварительное безвесовое накопление импульсов;
• некогерентно-весовое накопление;
• обнаружение целей (пороговая обработка сигналов);
• критерийную обработку для устранения эхо- сигналов целей, находящихся за пределами рабочей дистанции радиолокатора;
• формирование карты местных предметов, малоподвижных нецелеподобных объектов и "ангелов"

осуществляется с использованием многопроцессорной вычислительной системы, построенной на основе нейропроцессора Л1879ВМ1.

Проведен статистический анализ всех базовых алгоритмов ЦОС. Показано, что в большинстве из перечисленных выше задач обработки возникает проблема вычисления свертки (нерекурсивной фильтрации). В связи с этим разработан алгоритм вычисления свертки, ориентированный на процессор Л1879ВМ1. Произведена оценка вычислительных затрат на каждую составляющую процесса обработки. Ядро многопроцессорной системы составляет двухпроцессорный вычислительный узел, состоящий из двух процессоров Л1879ВМ1. Процессоры соединены между собой через глобальные шины, что делает разработанную структуру уникальной. Последовательное соединение двухпроцессорных узлов обеспечивает поточную (конвейерную) обработку сигналов в целом. Конструктивно аппаратура ЦОС размещается в унифицированном одноотсечном шасси (модуль электронный 2-го уровня) УБНК по ОКР "Единство" (ГОСТ 2676515-86). Составные части аппаратуры ЦОС выполнены на ячейках (модуль электронный 1-го уровня) по ОКР УБНК "Единство" (ГОСТ 2676513-86) с размерами многослойных печатных плат 170x200 мм.

Основными областями применения разрабатываемой теории, методов и устройств являются когерентные радиолокационные станции различного назначения (обзорные РЛС системы УВД, радиолокационные комплексы для метеорологических исследований, РЛС дальнего обнаружения и целеуказания). Применение методов и устройств цифровой обработки сигналов (ЦОС) в радиолокационной станции позволит снизить энергопотребление, габариты, повысить надежность составных частей и изделия в целом.
Полученные теоретические и практические результаты применяются для решения прикладных задач в различных радиолокационных станциях.

ВТОРОЕ МЕСТО:

Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского

Проект: "Программный комплекс поиска и обнаружения сложных фазоманипулированных сигналов на базе процессора Л1879ВМ1"

Автор проекта: Иванов Вадим Федорович, адъюнкт кафедры космической радиолокации и радионавигации.

Научный руководитель: к.т.н., доцент кафедры космической радиолокации и радионавигации Сахно Игорь Викторович.

Аннотация:

Исследования посвящены разработке программного приемника на базе процессора Л1879ВМ1, реализующего алгоритмы поиска и обнаружения сложных фазоманипулированных сигналов.

Наличие векторного ядра в процессоре Л1879ВМ1 позволяет в масштабе времени, близком к реальному, использовать математический аппарат, являющийся аналогом функций, выполняемых традиционными приемными устройствами. Программная реализация приемного устройства обладает следующими преимуществами:

• возможностью получения высоких технических характеристик;
• возможностью реализации сложных алгоритмов обработки сигналов, не реализуемых традиционными методами;
• возможностью перепрограммирования и изменения стратегии приема сигнала без изменения аппаратной части.

С использованием данного процессора разработана технология приема непрерывных фазоманипулированных сигналов, основанная на теории согласованной пространственно-временной фильтрации. Предложены новые подходы к реализации программных приемников сигналов с кодовым разделением каналов (CDMA), реализующих поиск сигнала по задержке и частоте, а также решение задачи обнаружения по критерию Вальда.

Выполнены исследования чувствительности разработанного программного согласованного фильтра на примере сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС/GPS. Сигналы разного уровня по мощности формировались при помощи имитатора сигналов СРНС ГЛОНАСС/GPS КБ "НАВИС".

Испытания показали, что чувствительность в режиме поиска при использовании разработанных алгоритмов на базе процессора Л1879ВМ1 может быть доведена до величины -170 ДбВт, а необходимое время поиска и обнаружения одного навигационного космического аппарата может быть уменьшено до 3 секунд.

ТРЕТЬЕ МЕСТО:

Самарский государственный технический университет

Проект "Система распознавания образов на основе нейросетевого комплекса"

Автор проекта: Корнев Алексей Павлович, студент кафедры "Прикладная математика и информатика".

Научный руководитель: к.т.н., доцент кафедры "Автоматика и управление в технических системах" Юдашкин Александр Антольевич.

Аннотация:

Задачами данной работы являлись:

1. теоретическое исследование численного решения задачи распознавания изображений на основе синергетической модели нейронной сети Хакена с целью его упрощения и ускорения,
2. исследование эффективности применения к численному решению задачи распознавания изображений ЭВМ различных архитектур - ПЭВМ на базе процессора Intel Pentium и Л1879ВМ1,
3. программная реализация численного решения задачи распознавания изображений на процессорах обоих типов,
4. сравнение производительности решения задачи на базе процессоров Intel Pentium и Л1879ВМ1.

Результатами работы является подробный математический алгоритм решения задачи распознавания образов.

Получена программная реализация численного решения задачи на Intel-совместимых процессорах в разных режимах вычислений с плавающей точкой, проведена адаптация полученных программ для выполнения вычислений с фиксированной точкой. Выработаны рекомендации по выбору величины единичного элемента и шага интегрирования.

Разработан алгоритм вычисления матриц сумм покомпонентных произведений (СПП) применительно к процессору Л1879ВМ1. Разработанный алгоритм реализован в нескольких вариантах: 64-х разрядные, 32-х разрядные, 32-х разрядные СПП с вычислением половины матрицы СПП.

По результатам сравнительного анализа производительности получено, что двухпроцессорный модуль МЦ4.01 на базе Л1879ВМ1, работающий на частоте 40 МГц, позволяет произвести вычисление матрицы СПП в 3 раза быстрее, чем один Intel Pentium 4, работающий на частоте 1,4 ГГц.