Доклад посвящен реализации программного обеспечения, осуществляющего все этапы фильтрации сигналов в последовательном и параллельном режимах для заданного набора фильтров цифровых сигналов и выбранной кластерной системы icon

Доклад посвящен реализации программного обеспечения, осуществляющего все этапы фильтрации сигналов в последовательном и параллельном режимах для заданного набора фильтров цифровых сигналов и выбранной кластерной системы


Смотрите также:
Доклад посвящен построению программно-аппаратной системы для параллельной работы заданного...
Рабочая программа учебной дисциплины «Цифровая обработка сигналов» Направление подготовки...
Тема пространство и метрология сигналов физическая величина более точно определяется уравнением...
Рабочая программа по дисциплине основы цифровой обработки сигналов для специальности 013800...
Программа вступительного экзамена по специальности 05. 12. 13 "системы...
Исследование системы передачи мобильной связи...
Лекция Общие сведения об информационных системах...
Курсовая работа...
Программа учебной дисциплины «Физические основы радиоэлектроники» (Преобразование и генерация...
К. Х н. О. В. Мосин о собственном излучении кластерной системы воды...
Применение цифровых методов обработки сигналов в спектрометрическом тракте прибора “наталья-2М”...
Тема: Разработка методики и программы выявления в массивах цифровых сигналов шумовых...



Загрузка...
скачать

УДК 004(06) Компьютерные системы и технологии


К.В. ГЕРЦЕНБЕРГЕР, С.Д. ГОРЕВ1, Е.В. ЧЕПИН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1НТЦ “Орион”, Москва


РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
НА КЛАСТЕРНОЙ СИСТЕМЕ



Доклад посвящен реализации программного обеспечения, осуществляющего все этапы фильтрации сигналов в последовательном и параллельном режимах для заданного набора фильтров цифровых сигналов и выбранной кластерной системы.


Цифровая обработка сигналов используется в промышленности с давних времен, и эта задача не утратила своей актуальности. Спектр областей применения ее очень широк: кодирование передаваемых данных, распознавание объектов на производстве, охранные видеосистемы и многое другое. В таких системах зачастую требуется мгновенная реакция в зависимости от поступающих данных, что послужило причиной перехода к более быстрым параллельным реализациям функций цифровой обработки сигналов.

Решаемая в ходе данной работы задача характеризовалась длительным временем обработки большого блока данных сигнала. Разработка программного комплекса была направлена, прежде всего, на решение задач предоставления оператору необходимого функционала для проведения фильтрации выбранных сигналов и максимального ускорения в параллельном режиме исполнения.

Аппаратная часть кластерной системы, для которой разрабатывалась программная часть, представляет собой архитектуру на основе трех вычислительных узлов с двумя двуядерными 64-разрядными процессорами AMD Opteron, соединенных сетью Gigabit Ethernet, и хранилища данных сигналов, доступ к которому осуществляется через интерфейс Fibre Channel (пропускная способность 2 Gb|s). Жесткие диски хранилища данных объединены в производительный RAID-массив V уровня. В качестве операционной системы для кластерной архитектуры используется MS Windows Server 2003 x64.

Программный комплекс разрабатывался на языке Visual C++ в среде Visual Studio 2005 под 64-разрядную платформу. В данной работе были реализованы пять различных фильтров: КИХ-фильтр на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ), КИХ-фильтр сигнала по столбцам на основе БПФ, БИХ-фильтр, основанный на прямом использовании разностного уравнения, подстраиваемый компенсационный фильтр для помехи с заданным периодом и фильтр высоких частот на основе вычитания скользящего среднего [1]. Все разработанные фильтры были объединены в динамически подключаемую библиотеку цифровой фильтрации сигналов (filtrations.dll).

В качестве инструмента оператора была разработана управляющая программа цифровой фильтрации с графическим интерфейсом DiFilter. Она предназначена для ручного или автоматического построения и последовательного выполнения списка фильтров для заданного сигнала. Ее параметром является таблица описаний помех и фильтров. Также программа формирует XML-схему задания для параллельной фильтрации сигнала, которая служит входным параметром для планировщика, оптимально распределяющего нагрузку на вычислительные узлы кластера.

Для работы фильтров цифровых сигналов в параллельном режиме было создано консольное MPI-приложение, распараллеливающее обработку сигнала согласно разработанным параллельным алгоритмам. Передача управляющей информации и результата между машинами кластера осуществляется при помощи MPI [2] реализации MPICH2 x64, а считывание элементов сигнала происходит непосредственно из хранилища данных каждым процессором. Вызов приложения осуществляется планировщиком.

Таким образом, разработанный программный комплекс состоит из следующих вышеописанных составных частей:

- управляющая GUI-программа фильтрации цифровых сигналов

- библиотека, содержащая пять модулей фильтрации цифровых сигналов и модуль определения характеристик помехи

- консольное MPI-приложение для распараллеливания пяти модулей фильтрации

- планировщик, предназначенный для запуска параллельной фильтрации сигналов (MPI-приложения)

Программный комплекс был протестирован, и успешно функционирует на базе Заказчика.


Список литературы


  1. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2002. - 608 с. ил.

  2. Эндрюс Г.Р. Основы многопоточного, параллельного и распределенного программирования. : Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2003.




ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 12




Скачать 29.77 Kb.
оставить комментарий
Дата10.10.2011
Размер29.77 Kb.
ТипДоклад, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх