Mô tả hệ xử lý số

1.4. hệ xử lý số

1.4.1 Mô tả hệ xử lý số

Giống như đối với hệ tương tự, để nghiên cứu, phân tích hoặc tổng hợp các hệ xử lý số, người ta coi hệ xử lý số là

một hộp đen và mô tả nó bằng quan hệ giữa tác động trên đầu vào và phản ứng trên đầu ra của hệ, quan hệ đó được gọi là

quan hệ vào ra. Quan hệ vào ra của hệ xử lý số có thể được mô tả bằng biểu thức toán học, và thông qua nó có thể xây

dựng được sơ đồ khối hoặc sơ đồ cấu trúc của hệ xử lý số.

1.4.1a Mô tả hệ xử lý số bằng quan hệ vào ra

Xét một hệ xử lý số có tác động x(n) và phản ứng y(n), khi đó quan hệ giữa chúng có thể được mô tả bằng hàm số

toán học F[ ] :

y(n) = F[... x(n) ... ] [1.4-1]

Hoặc : x(n) y(n) F→ [1.4-2]

Theo [1.4-1] , phản ứng y(n) phụ thuộc vào dạng của hàm số F[ ]. Dạng của hàm số F[ ] phản ảnh cấu trúc phần

cứng hoặc thuật toán phần mềm của hệ xử lý số, vì thế ta có thể dùng hàm số F[ ] để mô tả hệ xử lý số. Quan hệ vào ra [1.4-

1] có dạng tổng quát cụ thể như sau :

y(n) F[...,b x(n k), ..., a y(n r), ... ] = k − r − [1.4-3]

Trong đó :

- Các thành phần của tác động b x(n k)

k − với k ∈ (- ∞ , ∞).

- Các thành phần của phản ứng bị giữ chậm a y(n r)

r − với r ∈ [1 , ∞).

- Các hệ số r

a và k

b có thể bằng 0, có thể là hằng số, có thể phụ thuộc vào tác động x(n), phản ứng y(n), hoặc biến thời

gian rời rạc n.

Ví dụ 1.10 : Hệ xử lý số có tác động x(n), phản ứng y(n) được mô tả bằng quan hệ vào ra y(n) = F[] = 2x(n) + 3x(n −1) .

Hệ trên có các hệ số b0 = 2 , b1 = 3 , bk = 0 với mọi k < 0 và k > 1 ,và ar = 0 với mọi r ≥ 1

1.4.1b Mô tả hệ xử lý số bằng sơ đồ khối

Hệ xử lý số có thể được mô tả bằng sơ đồ khối như trên hình 1.17.

Hình 1.17 : Sơ đồ khối của hệ xử lý số

Hệ xử lý số phức tạp có thể được mô tả bằng sơ đồ khối với sự liên kết của nhiều khối Fi[ ] như trên hình 1.18.

Hình 1.18 : Sơ đồ khối của hệ xử lý số phức tạp

Nếu thay các biểu thức Fi[ ] của sơ đồ khối trên bằng chức năng của các khối thì đó là sơ đồ khối chức năng.

Ví dụ 1.11 : Trên hình 1.19 là sơ đồ khối của hệ xử lý số có quan hệ vào ra cho ở ví dụ 1.10 :

y(n) = F[ ] = 2x(n) + 3x(n −1) .

Hình 1.19 : Sơ đồ khối của hệ xử lý số y(n) = 2x(n) + 3x(n −1)

1.4.1c Mô tả hệ xử lý số bằng sơ đồ cấu trúc

Dựa trên quan hệ vào ra [1.4-1], cũng có thể mô tả hệ xử lý số bằng sơ đồ cấu trúc. ở đây, cần phân biệt sự khác

nhau giữa sơ đồ khối và sơ đồ cấu trúc.

Sơ đồ cấu trúc gồm các phần tử cơ sở biểu diễn các phép toán trên các tín hiệu số hoặc dãy số liệu.

Sơ đồ khối có mỗi khối đặc trưng cho một cấu trúc lớn, mà chính nó có thể được mô tả bằng sơ đồ khối chi tiết

hơn hoặc sơ đồ cấu trúc.

Về phương diện phần cứng thì sơ đồ khối cho biết cấu trúc tổng thể của hệ xử lý số, còn sơ đồ cấu trúc cho phép

thiết kế và thực hiện một hệ xử lý số cụ thể. Về phương diện phần mềm thì sơ đồ khối chính là thuật toán tổng quát của

một chương trình xử lý số liệu mà mỗi khối có thể xem như một chương trình con, còn sơ đồ cấu trúc là thuật toán chi tiết

mà từ đó có thể viết được các dòng lệnh của một chương trình hoặc chương trình con.

23

F1

[ ] F2

[ ] F3

[ ] x(n) y(n)

2x(n) + 3x(n - 1)

x(n) y(n)

F[ ] x(n) y(n)