Технические разделы

Обзор этапов развития цифровой видеоинформации в многоканальных системах приема и преобразования информации высокого разрешения

Цифровая обработка видеоинформации (ВИ) в системах приема и преобразования информации (СППИ) отечественных комплексов космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) традиционно строилась с межблочным разделением ее функций.

В СППИ первого поколения КА ДЗЗ аналого-цифровое преобразование (АЦП) и последующая цифровая обработка и упаковка ВИ производились в отдельных от оптико-электронного преобразования (ОЭП) блоках. Выходы блоков АЦП через жгуты бортовой кабельной сети подключались к блокам последующей (вторичной) цифровой обработки. Как правило, это были блоки сжатия видеоинформации и блоки формирования радиокадра. Выходы блоков сжатия через бортовые жгуты подключались к входам блоков формирования радиокадра. Длина радиокадра определялась его заголовком и общим количеством пикселей в строке всех четных или нечетных фотоприемников с зарядовой связью (ФПЗС), установленных в фотозоне блока ОЭП. В радиокадре последовательно передавались маркер, служебная часть радиокадра и массив специнформации, содержащий обработанную (сжатую) видеоинформацию строки изображения.

Таким образом, цифровая обработка и упаковка видеоинформации в многоканальных системах КА ДЗЗ ранее производились построчно. Обобщенная структурная схема СППИ, реализованных в бортовой аппаратуре первых отечественных КА ДЗЗ показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Обобщенная структурная схема СППИ.

Обобщенная структурная схема СППИ содержит следующие блоки обработки информации:

ОЭП - один или несколько блоков оптико-электронного преобразования, содержащих линейные или матричные ФПЗС;

АЦП - блок аналого-цифрового преобразования;

БСИ - блок сжатия видеоинформации;

БФК - блок формирования радиокадра;

БНВИ - блок накопления информации (цифровой магнитофон);

РП - блок радиопередатчиков.

Данная структура построения СППИ была обусловлена отсутствием электронных компонентов высокой степени интеграции. Для реализации многоканальной бортовой аппаратуры требовалось увеличить степень интеграции блоков или электронной элементной базы.

Совершенствование технологии электронного производства в начале 1980-х годов достигло такого уровня, который позволил приступить к разработке больших интегральных схем (БИС), содержавших сотни простых логических элементов. Стоимость таких схем, ввиду малых серий производства, была достаточно высокой, и, как следствие, их функциональные возможности определялись требованиями серийнопригодности. Вскоре БИС нашли широкое применение в бытовой и вычислительной технике, что позволило существенно снизить их себестоимость. В середине 1980-х годов уровень интеграции микросхем достиг нескольких тысяч логических элементов.

Такие микросхемы классифицировалось уже как сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Однако к тому времени стало ясно, что, несмотря на высокую универсальность микропроцессоров, сам их принцип действия, обусловленный большим количеством промежуточных операций по пересылке цифровых данных в оперативную память и обратно, является фактором, сдерживающим скоростные характеристики систем обработки информации и управления. Особенно это было заметно в военной технике, авиации и космонавтике.

Как в нашей стране, так и за рубежом, в 1980-е годы параллельно с развитием СБИС и микропроцессорной техники начали проводиться научно-исследовательские работы, а затем и опытно-конструкторские работы, ставившие своей целью разработку универсальных программируемых СБИС. Это позволило бы иметь в арсенале разработчиков уникальной электронной аппаратуры универсальные цифровые приборы - СБИС с перестраиваемой архитектурой. Первыми программируемыми БИС, появившимися в результате проводившихся работ, стали базовые матричные кристаллы (БМК). Их архитектура базировалась на использовании достигнутого в то время уровня интеграции жесткой логики, которая строилась на использовании простейших вентильных схем. Набор вентилей выполнялся в виде матрицы на кремниевом кристалле. Относительную гибкость данной технологии придавали конкретные линии связей элементов универсальной матрицы, выполнявшиеся с использованием дополнительных фотошаблонов. Тем не менее, архитектура БМК не позволяла полностью исключить дополнительные операции с кристаллами.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Еще статьи по технике и технологиям

Разработка устройства двоичных чисел
прибор двоичное число В технике связи обработка информации может осуществляться двумя методами: аналоговым, при котором участвующие в обработке величины обычно представляются уровнями напряжения или тока, или цифровым, при котором велич ...

Разработка усовершенствованного алгоритма разделения источника радиоизлучения по азимуту
Прогресс космических средств навигации, средств радиосвязи, цифровой техники и других областей высоких технологий привел к появлению автоматических территориально-распределенных систем радиомониторинга. Радиомониторинг - совокупнос ...

© 2019 | www.techexpose.ru