Найти

Результаты поиска

• ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ИНФРАСТРУКТУРЫ ДОВЕРИЯ В СИСТЕМЕ ЗАЩИЩЕННОСТИ ЦИФРОВОГО РУБЛЯ

  А.В. Иванов , А.В. Царегородцев , М.В. Валеев

  233-245

  2025-07-24

  Аннотация ▼

  Актуальность статьи обусловлена цифровой трансформацией российской экономики, важнейшим направлением которой является разработка и внедрение инструментов цифрового рубля в кредитно-финансовой сфере. В этой связи национальная система должна базироваться на информационно-технологической инфраструктуре доверия в системе защищенности цифрового рубля. Основными функциональными свойствами подобной инфраструктуры доверия относятся механизмы идентификация и аутентификация, безопасных финансовых транзакций на основе защиты целостности и конфиденциальности данных участников и пользователей платформы цифрового рубля. Кроме технологической готовности инфраструктуры доверия необходимо формирование доверия населения к цифровому рублю. Вышеназванные обстоятельства обусловили важность и необходимость разработки технологического решения по формированию инфраструктуры доверия в системе защищенности цифрового рубля. В процессе исследования решены следующие задачи: проведена  теоретическая интерпретация и эмпирическая операционализация  базовых понятий инфраструктуры доверия цифрового рубля; исследованы ее организационно-технологические предпосылки; уточнены структурные элементы базовой и ролевой модели инфраструктуры цифрового рубля; проведён анализ методов шифрования и токенизации API, а также сформулировано технологическое решение по обеспечению защищенности инфраструктуры доверия цифрового рубля. По результатам исследования предложен комплекс мер направленных на безопасность допуска к платформе цифрового рубля участников и пользователей по защищённым каналам; безопасность допуска кредитных организаций на основе двухфакторной аутентификации, а также безопасность конфиденциальности физических и юридических лиц на инфраструктуре доверия в системе защищенности  цифрового рубля. Практическое значение имеет перечень работ, связанных с развёртыванием Удостоверяющих центров, средств защиты информации и СКЗИ, интеграцией с единой системой идентификации и аутентификации информационного и системой быстрых платежей и их внедрением в общей системе цифрового рубля.

• МЕТОДИКА И АЛГОРИТМ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЕМЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ ЧЕБЫШЕВА I РОДА НИЖНИХ ЧАСТОТ НА БАЗЕ МЕТОДА БИЛИНЕЙНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

  И.И. Турулин , Ш.М. Аль-Карави Хуссейн

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Приводятся методика синтеза управляемых цифровых рекурсивных фильтров ниж-
  них частот Чебышева I рода с бесконечной импульсной характеристикой. Амплитудно-
  частотная характеристика таких фильтров имеет пульсации в полосе пропускания и яв-
  ляется максимально плоской в полосе заграждения. Под управляемостью понимается яв-
  ная зависимость коэффициентов фильтра от частоты среза. Методика основана на би-
  линейном преобразовании передаточной функции аналогового фильтра-прототипа нижних
  частот и частотном преобразовании амплитудно-частотных характеристик полученного
  цифрового фильтра. Основная идея методики состоит в том, что для аналогового фильт-
  ра-прототипа с частотой среза 1 рад/с параметры передаточной функции биквадратных
  или билинейных звеньев, имеющие размерность частоты, будут численно равны поправоч-
  ным коэффициентам для аналогичных параметров управляемого фильтра с произвольной
  частотой среза. В качестве примера рассмотрен синтез цифрового фильтра Чебышева I
  рода V порядка. В данной статье передаточная функция фильтра произвольного порядка
  представляется в виде каскадного соединения звеньев II порядка, если фильтр чётного
  порядка. В случае нечетного порядка больше единицы добавляется одно каскадно вкл ю-
  ченное звено I порядка. Несмотря на относительную простоту частотного преобразо-
  вания, при практическом использовании его для цифровых фильтров, синтезированных с
  помощью систем автоматизированного проектирования цифровых фильтров (или с по-
  мощью справочников, содержащих рассчитанные фильтры-прототипы нижних частот
  для различных аппроксимаций амплитудно-частотной характеристики идеального
  фильтра нижних частот) возникает ряд нетривиальных специфических моментов, з а-
  трудняющих инженерное использование такого способа синтеза управляемых цифровых
  фильтров. Поэтому кроме методики разработан пошаговый алгоритм, позволяющий
  синтезировать фильтр без знания этих моментов. Алгоритм реализован в среде
  Mathcad, в качестве примера рассчитан цифровой рекурсивный фильтр Чебышева I рода
  V порядка. В примере приводятся рассчитанные коэффициенты цифрового управляемого
  фильтра нижних частот, явно зависящие от частоты среза, амплитудно-частотные
  характеристики этого фильтра и его низкочастотного прототипа, преобразованного в
  фильтр с такой же частотой среза, амплитудно-частотные характеристики приведены в
  одних координатах. Благодаря хорошей формализации алгоритма последний пригоден для
  реализации систем автоматизированного проектирования управляемых цифровых фильт-
  ров нижних частот Чебышева I рода.

• ПОВЫШЕНИЕ РЕАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РВС ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ

  А.В. Чкан

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Рассматриваются вопросы цифровой обработки изображений больших размерно-
  стей в реальном масштабе времени с помощью реконфигурируемых вычислительных сис-
  тем (РВС) на базе ПЛИС. РВС относятся к классу высокопроизводительных многопроцес-
  сорных вычислительных систем, но при этом обладают программируемой архитектурой,
  позволяющей конфигурировать структуру вычислительной системы, оптимально под-
  страивая её под алгоритмы решаемой задачи. В то же время оптимизация вычислитель-
  ной структуры задачи сводится к разработке и реализации параллельных алгоритмов,
  соответствующих специфике используемой архитектуры РВС. Всё это позволяет эффек-
  тивно использовать РВС для решения широкого класса задач цифровой обработки сигна-
  лов. Предложены способы повышения удельной и реальной производительности РВС при
  решении задач цифровой обработки изображений с использованием быстрого преобразо-
  вания Фурье (БПФ). На примере процедуры фильтрации изображений в частотной облас-
  ти рассмотрены основные вычислительные этапы и способы их оптимизации, основанные
  на свойствах алгоритма БПФ. Применение оптимизации позволяет существенно сокра-
  тить как объем вычислений, так и объем задействованных аппаратных ресурсов ПЛИС, и
  повысить производительность РВС для задач обработки изображений. Освобожденные в
  результате оптимизации вычислительной структуры ресурсы ПЛИС могут быть исполь-
  зованы для дополнительного распараллеливания вычислений и ускорения обработки посту-
  пающих данных. Показаны преимущества представления данных в формате с фиксирован-
  ной запятой при выполнении расчётов на РВС. Использование фиксированной запятой по-
  зволяет не только повысить удельную и реальную производительность вычислительной
  системы по сравнению с плавающей запятой в силу свойств формата, но и использовать
  произвольную разрядность данных, что является актуальным для большинства задач циф-
  ровой обработки сигналов. Рассмотрено решение проблемы переполнения разрядной сетки
  при использовании формата с фиксированной запятой с помощью масштабирования раз-
  рядности данных.

• МЕТОД ДЕТЕКЦИИ ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧЕК ИЗОБРАЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЗНАКОВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

  А. Н. Каркищенко , В. Б. Мнухин

  2020-11-22

  Аннотация ▼

  Целью исследования является разработка метода детекции характерных точек
  цифрового изображения, обладающего устойчивостью по отношению к определенному
  классу преобразований яркости. Необходимость в подобном методе обусловлена потреб-
  ностями выделения ключевых точек изображений в системах видеонаблюдения и распозна-
  вания лиц, зачастую работающих в условиях меняющейся освещенности. Особенностью
  предлагаемого метода, отличающего его от ряда известных подходов к проблеме выделе-
  ния характерных точек, является использование так называемого знакового представле-
  ния изображений. В отличие от обычного задания цифрового изображения дискретной
  функцией яркости, при знаковом представлении изображение задается в виде ориентиро-
  ванного графа, соответствующего бинарному отношению увеличения яркости на множе-
  стве пикселей. Тем самым, знаковое представление определяет не единственное изобра-
  жение, а множество изображений, функции яркости которых связаны строго монотон-
  ными преобразованиями яркости. Именно это свойство знакового представления опреде-
  ляет его эффективность для решения задач, обусловленных поставленной выше целью.
  Особенностью рассматриваемого метода является особый подход к интерпретации ха-
  рактерных точек изображения. Это понятие в теории обработки изображений не явля-
  ется строго определенным; можно сказать, что характерная точка отличается повышен-
  ной «сложностью» структуры изображения в её окрестности. Поскольку знаковое пред-
  ставление изображения может быть представлено в виде ориентированного графа, в дан-
  ной работе для оценки меры сложности локальной окрестности его вершин предложено
  использовать известный в спектральной теории графов метод ранжирования, основанный
  на теореме Перрона-Фробениуса. Его суть состоит в том, что в качестве меры сложности
  вершины выступает значение компоненты так называемого перроновского собственного
  вектора матрицы смежностей данного графа. Для проведения экспериментальных исследований предложенного подхода был разработан комплекс программ, результаты работы которых подтверждают работоспособность метода и демонстрируют, что с его помощью
  удается на модельных примерах получать близкие к ожидаемым результаты. В работе
  предложен также ряд рекомендаций по применению данного метода.

• МАСШТАБИРОВАНИЕ ЦЕЛОЧИСЛЕННЫХ ДАННЫХ В РВС ПРИ ВЫЧИСЛЕНИИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ДАЛЬНОСТНО-СКОРОСТНОГО ПОРТРЕТА

  О.В. Ершова, Е. В. Кириченко, М.С. Кочерга, E.A. Семерников

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Данная статья посвящена вопросу предотвращения переполнений разрядной сетки в
  высокопроизводительных реконфигурируемых вычислительных системах (РВС) на основе
  ПЛИС, приводящих к фатальным ошибкам обработки данных в процессе получения
  радиолокационного дальностно-скоростного портрета (ДСП) цели. Кратко рассмотрены
  существующие способы решения данной проблемы, и предложена методика априорного оп-
  ределения количества точек масштабирования в конвейерно-параллельных вычислительных
  структурах, формирующих радиолокационный ДСП цели. Данная методика позволяет зара-
  нее определить необходимое количество масштабирований на всех этапах обработки цело-
  численных данных и предотвратить переполнения при вычислении БПФ (ОБПФ) во всех
  возможных ситуациях. Рассмотрен алгоритм получения ДСП из исходной сигнальной мат-
  рицы (ИСМ) на примере радиолокационной системы (РЛС) непрерывного излучения с
  линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Приведены формулы, позволяющие рассчитать
  максимально допустимое значение (в используемой разрядной сетке) амплитуды
  преобразумых сигналов на всех этапах получения ДСП и количество итераций с
  масштабированием в процедурах БПФ (ОБПФ). Представлен численный пример расчета
  количества масштабирований для всех этапов алгоритма формирования ДСП, в котором
  определено необходимое число итераций с масштабированием при вычислении быстрой
  свертки и доплеровской скорости (с учетом умножения на оконную функцию), позволяющее
  предотвратить возможный выход значений сигнала за пределы разрядной сетки. В резуль-
  тате установлено, что предлагаемый способ расчета количества масштабирований
  позволяет избежать чрезмерного падения уровня сигнала на выходе обработки и снизить
  отношение ошибок цифровой обработки к уровню сигнала дальностно-скоростной матрицы

• ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

  В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
  тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
  технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
  цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
  мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
  добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
  раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
  грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
  ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
  объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
  подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
  разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
  и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
  порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
  щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
  ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
  систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
  глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
  сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
  ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
  вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
  данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
  рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
  темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
  симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
  платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
  ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
  го канала связи.

• ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ПРИ МНОЖЕСТВЕННОМ СРАВНЕНИИ ЗАШУМЛЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

  А. Н. Каркищенко , В.Б. Мнухин

  2021-07-18

  Аннотация ▼

  Целью работы является исследование влияния зашумления на изображении на ре-
  зультат сравнения конечного множества изображений, одинаковых по форме и размеру.
  Данная задача неизбежно возникает при анализе сцен, детекции отдельных объектов, об-
  наружении симметрии и пр. Фактор зашумленности необходимо принимать во внимание,
  поскольку различие цифровых объектов может быть вызвано не только несовпадением
  сравниваемых изображений реальных объектов, но и искажениями из-за шумов, что прак-
  тически всегда имеет место. Это отличие оказывается пропорциональным уровню шумо-
  вой составляющей. Основным результатом данной статьи являются аналитическая оцен-
  ка для вероятности заданного уровня погрешности, которая может возникать при мно-
  жественном сравнении конечного числа соразмерных цифровых изображений. Эта оценка
  основана на низкоуровневом анализе, сводящемся к попиксельному вычислению различия
  изображений с помощью эвклидовой метрики. При этом делается стандартное предпо-
  ложение о независимом нормальном зашумлении интенсивностей изображения с нулевым
  математическим ожиданием и априорно установленным среднеквадратическим отклоне-
  нием в каждом пикселе. Приведенные в статье доказательства позволяют утверждать,
  что полученную оценку следует рассматривать как достаточно «осторожную» и можно
  ожидать, что в реальности разброс меры, вызванный шумами на изображении, будет
  существенно меньше, чем теоретически найденная граница. Полученные в данной работе
  оценки оказываются полезными также для обнаружения различных видов симметрии на
  изображениях, которое, как правило, приводит к необходимости вычислять различие про-
  извольного количества соразмерных цифровых областей. Кроме того, найденные оценки
  могут использоваться как теоретически обоснованные пороговые значения в задачах, тре-
  бующих принятия решения о совпадении или различии изображений. Такие пороговые зна-
  чения неизбежно появляются на различных этапах обработки зашумленных изображений,
  и вопрос об их конкретных значениях, как правило, остается открытым, в лучшем случае
  предлагаются эвристические соображения для их выбора.

• АЛГОРИТМ ВЫБОРА МЕТОДА ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИФРОВЫМ ДВОЙНИКОМ ПРЕДПРИЯТИЯ

  С.Н. Масаев

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Возрастает объем обрабатываемой информации при анализе и управлении деятельно-
  стью предприятия как системы. Объем обрабатываемой информации напрямую зависит от
  размерности этой системы. В работе деятельность предприятия формализуется как цифро-
  вой двойник предприятия. Цифровой двойник предприятия анализируется как динамическая
  система. Выполнена идентификация предприятия как динамическая система. Цифровой двой-
  ник предприятия формализован как балансовая модель В. Леонтьева. Создан алгоритм опти-
  мального управления цифровым двойником предприятия. В качестве параметров оптимального
  управления рассмотрены функции: траектория системы, время выполнение алгоритма и пока-
  затель состояния системы. В алгоритме для управления предприятием использованы методы:
  таксономия Блума, компетенции выпускников по специальностям СФУ и Национальные квали-
  фикационные рамки РФ. Идентификация процессов предприятия выполнена способом, на ко-
  торый получен патент. Алгоритм выполнен в авторском комплексе программ для анализа сис-
  темы размерностью 1,2 млн. значений. Исследование показало существенные изменения значе-
  ний функций оптимального управления, характеризующих состояния динамического объекта в
  зависимости от выбранных методик. Расчеты показали, как влияет выбор методики управле-
  ния на оптимальность решений. Отображено состояние предприятия через компетенции пер-
  сонала: психомоторные, когнитивные и аффективные. Установлено, что при низких когнитив-
  ных и аффективных способностях персонала начинает преобладать психомоторная деятель-
  ность, мало приводящая к результату. С ростом когнитивных способностей персонала психо-
  моторная деятельность становится более адекватной на внутренние задачи и влияние пара-
  метров внешней среды. Через интегральный показатель выполнена оценка внедрения методик в
  управление предприятием. Выполнена оценка оптимальности решения управления цифровым
  двойником предприятия как динамической системой.

• АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ СИСТЕМЫ MATLAB ДЛЯ СИНТЕЗА УПРАВЛЯЕМЫХ ЦИФРОВЫХ РЕКУРСИВНЫХ БИХ-ФИЛЬТРОВ БАТТЕРВОРТА

  Хуссейн Ш. Мукер, И. И. Турулин

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  В ряде приложений цифровой обработки сигналов применяются управляемые цифро-
  вые рекурсивные БИХ-фильтры. Под словом «управляемые» имеются в виду фильтры, ко-
  эффициенты структуры которых явно зависят от частоты среза или граничных частот.
  Управляемые БИХ-фильтры могут быть синтезированы с помощью различных средств для
  расчета традиционных, неуправляемых БИХ-фильтров. В статье был рассмотрен синтез
  неуправляемых БИХ-фильтров и проанализирована целесообразность представления ре-
  зультатов синтеза для построения управляемых БИХ-фильтров. Были описаны и объясне-
  ны методы проектирования на основе MATLAB (2021a) и фундаментальные концепции
  цифровых фильтров БИХ-Баттерворта. Составной сигнал был обработан анализируемым
  фильтром, чтобы определить, соответствует ли он критериям прохождения фильтра-
  ции. Для проверки рассчитанных фильтров использовался прототип Симулинк, a также
  инструмент FDA инструментария обработки сигналов. На основании полученных резуль-
  татов делается вывод о применимости системы MATLAB для синтеза управляемых циф-
  ровых рекурсивных БИХ-фильтров Баттерворта. Проанализированная техника была более
  эффективной, быстрой, уменьшила количество задач и обнаружила, что результаты
  удовлетворительны.

• АТТЕНЮАТОР С ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ НА БАЗЕ МОДУЛЯ М44752

  Ю.М. Богданов , А. Н. Зикий , А.И. Пустовалов

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Аттенюаторы широко используются в радиоприемных устройствах для расширения
  динамического диапазона входных сигналов, а также для управления выходной мощности
  радиопередатчиков. В последнее время аттенюаторы массово используются в приемо-
  передающих модулях активных антенных решеток. Аттенюаторы различаются по диапа-
  зону рабочих частот, элементной базе, методу управления, рабочей мощности. Актуаль-
  ной задачей является создание и исследование новых микросхем аттенюаторов с цифро-
  вым управлением отечественного производства. Целью данной работы является экспери-
  ментальное исследование основных параметров и характеристик цифрового аттенюато-
  ра дециметрового диапазона волн. Объектом исследования является аттенюатор типа
  М44752 производства АО «НПП «Исток» им. А.И. Шокина», установленный на тест-
  плате. Представлены результаты экспериментального исследования в диапазоне рабочих
  частот от 0,1 до 2 ГГц. Даны схема включения, фото макета и шесть амплитудно-
  частотных характеристик для разных управляющих кодов. Достигнуты следующие элек-
  трические параметры: – диапазон рабочих частот от 0,1 до 2 ГГц; – диапазон затуханий
  от 1 до 50 дБ; – допустимая входная мощность не более 23 дБм; – число разрядов управле-
  ния 6; – время переключения не более 50 нс; – КСВН входа и выхода не более 2. Полученные
  результаты исследования модуля М44752 могут быть использованы в сверхширокополос-
  ной приемо-передающей аппаратуре связи различного назначения, навигации и радиолока-
  ции. Актуальность исследования подтверждается двумя современными тенденциями –
  микроминиатюризацией радиоэлектронной аппаратуры и импортозамещением

• АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ВЕСОВЫХ ФУНКЦИЙ (ОКОН) И ИХ АППРОКСИМАЦИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ НА ИХ ОСНОВЕ УПРАВЛЯЕМЫХ РЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ НИЖНИХ ЧАСТОТ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  Т. В. Шушкевич , А.А. Морозов , И. И. Турулин

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  Существуют различные типы весовых функций, так называемых окон, при цифровой
  обработке сигналов, такие как прямоугольное (окно Дирихле), треугольное (окно Барт-
  летта), окно Валле – Пуссена, окно Кайзера – Бесселя, окна Барсилона – Темеша, окна Хан-
  на, Бохмана, Блэкмана, Гаусса (Вейерштрасса), Дольфа – Чебышева, Хэмминга и многие
  другие и идеальные характеристики стандартных фильтров, таких как фильтры нижних
  и верхних частот, полосовые фильтры. Целью данной обзорной статьи является опреде-
  ление наиболее подходящей весовой функции для реализации на её основе управляемого ре-
  курсивного фильтра нижних частот с конечной импульсной характеристикой. В данной
  статье представлен анализ лишь некоторых из вышеперечисленных окон и их аппроксима-
  ций, а именно окна Дольфа – Чебышева, окна Гаусса (Вейерштрасса) и окна Хэмминга.
  Помимо анализа, был рассмотрен синтез рекурсивных цифровых фильтров с КИХ для весо-
  вой обработки данных на основе выбранных окон и их аппроксимаций. Рассмотрен метод
  синтеза окон Дольфа-Чебышева. Рассмотрена реализация окна Гаусса (Вейерштрасса).
  Рассмотрены способы аппроксимации окна Хэмминга и методы и несколько алгоритмов
  разработки фильтров с конечной импульсной характеристикой в виде данного окна. Про-
  изведено оценивание взаимосвязи между параметрами быстрых окон, выбранных для ана-
  лиза, от максимального уровня боковых лепестков. На основе полученных данных были сде-
  ланы выводы по выбору наиболее подходящих и демонстрирующих наибольшее быстродей-
  ствие окон, подходящих для реализации на её основе управляемого рекурсивного фильтра
  нижних частот c конечной импульсной характеристикой.

• ГИБРИДНЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

  Л. А. Гладков, Н.В. Гладкова , М. Д. Ясир

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  Рассматривается задача размещения элементов цифровой вычислительной техники.
  Проведен анализ современного состояния исследований по данной теме, отмечена актуаль-
  ность рассматриваемой задачи. Подчеркнута важность разработки новых эффективных ме-
  тодов решения подобных задач. Показано место задачи размещения в общем цикле конструк-
  торского этапа проектирования. Отмечена важность качественного решения задачи разме-
  щения с точки зрения успешного выполнения последующих этапов проектирования. Отмечена
  важность минимизации задержек соединений в процессе проектирования устройств большой
  размерности. Проведен обзор и анализ различных моделей и критериев оценки решения задачи
  размещения. Подчеркнуто, что важнейшим критерием является длина соединений, она оказы-
  вает существенное влияние на применяемые при проектировании технологии. Выполнена ком-
  плексная математическая постановка задачи размещения элементов цифровой вычислитель-
  ной техники. Приведена целевая функция и ограничения рассматриваемой задачи размещения
  как задачи оптимизации. Проанализированы перспективные подходы к решению задач проек-
  тирования, описаны гибридные методы и модели решения сложных многокритериальных задач
  оптимизации и проектирования. Описаны принципы работы и модель нечеткого логического
  контроллера. Приведено описание используемой схемы нечеткого управления. Определены
  функции различных блоков нечеткого логического контроллера. Предложена структура много-
  слойной нейронной сети, реализующей функцию Гаусса. Описано взаимодействие блоков нечет-
  кого генетического алгоритма. Предложена модель гибридного алгоритма решения задачи
  размещения. Определены управляющие параметры нечеткого логического контроллера. Пред-
  лагаемый гибридный алгоритм реализован в виде прикладной программы. Были проведены серии
  вычислительных экспериментов для определения эффективности разработанного алгоритма и
  выбора оптимальных значений управляющих параметров.

• ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ В ПАССИВНОЙ МНОГОПОЗИЦИОННОЙ РЛС, СОЗДАННОЙ НА БАЗЕ ГРУППИРОВКИ БЛА

  И.И. Маркович , Е.Е. Завтур , А.И. Панычев

  6-17

  2025-08-04

  Аннотация ▼

  Обоснована целесообразность создания пассивной многопозиционной РЛС на базе груп-пировки беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Предложен вариант построения РЛС, оценены основные технические проблемы разработки такой РЛС и рассмотрены возможные пути их преодоления. Показано, что для обнаружения воздушных целей и определения их ко-ординат по радиоизлучению бортового оборудования наиболее перспективным является раз-ностно-дальномерный метод, как не зависящий от модуляции сигналов и потенциально ус-тойчивый к помехам. Для малоразмерных БЛА для передачи информации по открытым ра-диоканалам типичными частотными диапазонами являются 2,4 и 5,0 ГГц. Разработана структурная схема пассивной многопозиционной РЛС, включающая цифровые формировате-ли квадратурных составляющих принятого сигнала, блоки обнаружения и определения коор-динат цели. Рассчитаны основные параметры и приведены аналитические выражения алго-ритмов цифровой обработки сигналов для обнаружения и определения координат цели. В цифровом формирователе квадратурных составляющих использован стробоскопический эффект, позволяющий для полосовых сигналов выбирать частоту дискретизации не по верх-ней граничной частоте спектра, а по его ширине, что позволяет существенно снизить тре-бования к быстродействию АЦП и следующих за ним устройств ЦОС. Комплексные оги-бающие обнаруженных сигналов формируются цифровым методом во временной области с использованием цифровых фильтров нижней частоты. Обнаружение сигналов производится энергетическим обнаружителем, достоинствами которого являются простота реализации и работоспособность при отсутствии априорной информации о принимаемом сигнале. Для определения координат источника радиоизлучения вычисляются задержки сигналов между парами сигналов, принятых тремя БЛА из состава многопозиционной РЛС, которые опреде-ляются максимальными по модулю значениями взаимных корреляционных функций сигналов в этих парах. Показано, что предложенные алгоритмы хорошо адаптированы к обработке возможных источников радиоизлучения на борту малоразмерных БЛА. Установлено, что требуемая производительность вычислителя РЛС для работы в реальном масштабе времени не превышает 84,62 GFLOPS. Предложена конструкция бортового антенного модуля пас-сивной многопозиционной РЛС в виде микрополосковой реконфигурируемой антенны, пере-страиваемой по частоте и поляризации.

• РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ «УМНОЕ ПОЛЕ»

  З.В. Нагоев , В. М. Шуганов , А.У. Заммоев , К. Ч. Бжихатлов , З. З. Иванов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Производство сельскохозяйственной продукции в настоящее время тесно связано с
  применением цифровых технологий, элементов точного земледелия, автоматизацией и
  роботизацией сельского хозяйства, так как они дают возможность осуществлять посто-
  янный мониторинг, своевременно реагировать на производственные риски, повышать эф-
  фективность производства и использования ресурсов. Особое внимание уделяется необходимости комплексного использования цифровых технологий и искусственного интеллекта
  для создания интеллектуальных интегрированных систем (ИИС) сельскохозяйственного
  производства. Как показывают исследования, активнее всего IT-технологии применяются
  в полевом земледелии при выращивании зерновых культур. Основной культурой при произ-
  водстве селекционного, семеноводческого и товарного зерна в Кабардино-Балкарской Рес-
  публике является кукуруза, поэтому предполагается, что ИИС «Умное поле» должна быть
  разработана первоначально именно для этой культуры, а затем с некоторыми доработ-
  ками использована и для производства любой растениеводческой продукции – других видов
  зерна, овощей, фруктов, винограда и бахчевых. Она позволяет снизить на некоторых эта-
  пах производства продукции участие человека, путем автоматизации процесса и его кон-
  троля посредством различных «умных» устройств. Работа ИИС «Умное поле» основана
  на использовании множества сенсоров, в том числе устанавливаемых на мобильной техни-
  ке (наземные и воздушные пилотируемые и беспилотные транспортные средства, косми-
  ческие спутники) и переносных портативных устройствах для получения оперативных
  данных о состоянии полей и посевов, что позволяет: – анализировать готовность сельско-
  хозяйственных угодий к посевным работам, отслеживать ход вегетации растений с целью
  эффективного и оперативного планирования агротехнических мероприятий (химическая
  защита от вредителей и болезней, подкормка, орошение и т.д.); – прогнозировать показа-
  тели эффективности производства (общий валовой сбор, урожайность с га), а также
  своевременно выявлять производственные риски (появление вредителей, болезней расте-
  ний, засоленности почв и т.д.); – принимать эффективные решения по управлению исполь-
  зования ресурсов сельскохозяйственных предприятий. С применением «умных» устройств
  стало возможным внедрение т.н. «точного земледелия» для управления продуктивностью
  посевов c учётом изменений в среде обитания растений. В конечном итоге, это дает воз-
  можность решить две главные задачи сельхозпроизводителей – повышение урожайности
  и сокращение издержек. Авторами разработана концепция ИИС «Умного поля» для произ-
  водства зерна кукурузы при использовании перспективных робототехнических систем и
  комплексов. Представлена архитектура ИИС «Умного поля» для производства семенной и
  товарной кукурузы, которую можно с незначительными доработками адаптировать и для
  производства другой растениеводческой продукции.

• АДАПТАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК К ПОСТОЯННО ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ПАРАМЕТРАМ ИОНОСФЕРНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ

  А. И. Рыбаков, Р. Е. Кротов, С.А. Кокин

  2020-07-20

  Аннотация ▼

  Целью исследовательской работы явилось изучение и выбор существующих вариан-
  тов адаптации по параметрам передачи, для снижения влияния недостатков коротковол-
  новой радиолинии, целесообразно максимально эффективно использовать методы цифро-
  вой обработки сигналов. По результатам характеристик аналогово-цифровых преобразо-
  вателей (АЦП), стало исследования доступных аппаратных средств, для построения про-
  тяженных радиолиний, был сделан вывод о том, что с ростом производительности
  ПЛИС, на которых реализуется цифровая обработка сигналов и технических представля-
  ется возможной реализация технологии создания активной антенной решетки (ААР), со-
  стоящей из N-го количества независимых антенных модулей, что и является концептуаль-
  ной задачей в решении вопроса адаптации информационно-технических характеристик к
  постоянно изменяющимся параметрам ионосферного прохождения, для более энергоэф-
  фективного подхода к проектированию системы ионосферной радиосвязи. Повышение произ-
  водительности радиосистемы путём совершенствования протоколов связи, решение вопро-
  са оптимального по загруженности канала от времени формирования и приема сигналов.
  Основная идея такой ААР состоит в оцифровке или генерации высокочастотного сигнала
  в непосредственной близости от антенны, в составе антенных модулей. Указанные ре-
  зультаты позволяют заменить отдельно настраиваемые радиоприемники и трансиверы,
  построенные по сложной супергетеродинной схеме, на ограниченное число доступных ап-
  паратных блоков, работающих под управлением ПО модели программно-конфигурируемого
  радиоканала. В следующей работе планируется провести исследования по оценке прохож-
  дения сигналов OFDM через многолучевые каналы связи с замираниями Релея и Райса. По-
  лучаемая модель позволит оценить помехоустойчивость при различной длине циклического
  префикса OFDM символа и пронаблюдать за поведением сигнального созвездия при воздей-
  ствии различных нестабильностей.

• МЕТОДИКА УМЕНЬШЕНИЯ ВЫБРОСА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ЦИФРОВОМ ФИЛЬТРЕ НИЖНИХ ЧАСТОТ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ СРЕЗА

  Аль-Карави Хуссейн Шукор Мукер, И.И. Турулин

  2022-08-09

  Аннотация ▼

  Цифровая обработка сигналов широко применяется в современной технике, в том
  числе в робототехнике, медицинской технике и т.д. Так, управляемые цифровые фильтры
  используются для устранения постоянной составляющей выходного сигнала на выходе
  аналого-цифрового преобразователя. Это также снижает уровень низкочастотных по-
  мех, разбросанных по оси частот слева от нижней границы спектра сигнала. В реальных
  ситуациях сигналы подвержены разнообразным помехам и помехам; однако применение
  фильтра может подавить эти шумы и произвести чистый сигнал. Под управляемостью
  понимается явная зависимость коэффициентов фильтра от частоты среза. В цифровом
  фильтре может возникнуть переходный процесс, на который указывает выброс сигнала.
  Изменение частоты среза во время операции фильтрации может вызвать это переходное
  событие. В этом отчете фильтр LPF Баттерворта используется, чтобы предложить
  стратегию компенсации для уменьшения этого выброса. Переходный процесс – это выброс
  (драйв) на временной диаграмме результатов. Этот драйв является последствием под-
  стройки коэффициентов (границ) фильтра в процессе фильтрации (это классифицируется
  как «настройка на лету»). С помощью программы MATLAB исследовался переходный про-
  цесс, возникающий в результате перестройки фильтра, и проверялись формулы компенса-
  ции этого переходного процесса. Установлено, что применение такой компенсации снижа-
  ет негативные последствия переходного процесса. Это уменьшение зависит от порядка
  фильтра, коэффициента настройки (соотношение частот среза до и после настройки) и
  момента настройки (для периодического сигнала).

• РАЗРАБОТКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ В ТРОПОСФЕРНОМ РАДИОКАНАЛЕ НА БАЗЕ OFDM-СИГНАЛОВ

  П.В. Луферчик , П.В. Штро , А.Н. Конев , А.А. Комаров

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  Известно, что при передаче данных в системах радиорелейной и тропосферной связи
  может возникать межсимвольная интерференция. Наличие многолучевого распростране-
  ния и частотно-селективных замираний в тропосферном, радиорелейном существенно
  понижает энергетическую эффективность системы связи в целом. Целью работы было
  добиться увеличения эффективности использования канала для радиорелейной и тропо-
  сферной связи путем использования OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing –
  мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) при помощи ме-
  тодов уменьшения пик-фактора OFDM сигнала и увеличения линейности передающего
  тракта. Для оценки алгоритмов цифровых предыскажений в среде Matlab/Simulink была
  разработана модель для методов LMS, NLMS, RLS, RPEM и модель усилителя мощности с
  реальными характеристиками. По результатам моделирования алгоритмов был выбран
  RLS. Кроме того, в данной работе был разработан модифицированный вариант алгоритма
  адаптации на основе рекурсивного метода наименьших квадратов (RLSm). Основным ре-
  зультатом модификации являются: уменьшение количества арифметических операций,
  необходимых для выполнения одной итерации (более чем в 5 раз), повышение стабильности
  алгоритмов адаптации, за счёт введения методов регуляризации, уменьшение времени схо-
  димости, за счёт введения экспоненциальной зависимости. Были исследованы различные
  алгоритмы уменьшения пик-фактора OFDM сигнала,наилучший результат удалось дос-
  тичь при комбинировании Tone reservation(TR) и Active constilation extension(ACE). Модели-
  рование в среде Matlab/Simulink показало, что комбинация алгоритмов TR и ACE уменьшает пик-фактор OFDM сигналов на ~5дБ для BPSK потока данных и ~4.5дБ для 8-PSK,
  QAM-16, QAM-64, QAM-128 и QAM-256. Для увеличения линейности передающего тракта
  был выбран и модернизирован алгоритм ввода цифровых предыскажений RLSm, он позво-
  лил снизить величину модуля вектора ошибки (EVM) на 13.5дБ, а также увеличить соот-
  ношение модуляция/ошибка (MER) на 13.6дБ.

• МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И ВЫБОРА PLM-СИСТЕМ ПРИ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

  П.А. Воронин , А.М. Белевцев , Ф.Г. Садреев

  6-15

  2022-11-01

  Аннотация ▼

  В рамках перехода на шестой технологический уклад перед предприятиями промышленности остро встает вопрос эффективного проведения цифровой трансформации предприятия. Для этого предприятиям необходимо обеспечить переход к процессному управлению, автоматизировать бизнес-процессы и интегрировать все процессы, приложения и данные на единой платформе. Возникает проблема выбора способа объединения информационных потоков между различными программными средствами на предприятии, одним из решений является использование PLM-системы. При дискретном типе производства их использование затрудняется из-за большого количества программных решений в основных, организационных, обеспечивающих и бизнес-процессах развития. В этой связи необходимо определить оптимальную систему, которая отвечала бы всем необходимым критериям для построения единой платформы для «бесшовного» процесса производства. На рынке представлено большое количество PLM-систем, которые реализуют определенное количество функциональных назначений. Выбор PLM-системы должен основываться на удовлетворении взаимосвязанного набора требований предприятия, которые определяются на основе бизнес-процессов. Это позволит отсеять большинство неподходящих программных решений. Вместе с тем, PLM-система, которая имеет самый широкий функционал, может не отвечать требованиям по созданию системы обеспечения интеграции с системами автоматизации бизнес-процессов, а также экономическим, социальным, политическим и иным требованиям. Поэтому для каждого предприятия составляется индивидуальный перечень критериев в соответствии со сферой деятельности, типом производства, наличием различного программного обеспечения, существующим уровнем автоматизации и другими параметрами. В статье предлагается методика выбора PLM-систем для машиностроительного предприятия радиоэлектронного профиля, основанная на анализе бизнес-процессов и определении требований предприятия, проведении мониторинга и определении функциональных назначений PLM-систем и определении оптимального варианта на основе метода анализа иерархий. Получение интегральной оценки определенных критериев и вариантов программных решений позволит произвести объективный выбор оптимальной PLM-системы для конкретного предприятия. Использование методики позволит ускорить и повысить качество процесса выбора PLM-системы для определенного предприятия в условиях перехода к шестому технологическому укладу и индустрии 4.0.

• РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ СИНХРОНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

  И.И. Левин, Д.С. Буряков

  119-134

  2025-07-24

  Аннотация ▼

  В задачах цифровой обработки сигналов, предполагающих когерентную обработку данных от фазированной антенной решетки, важно обеспечить согласованное поступление оцифрованных данных от антенных элементов в узлы обработки. С ростом числа каналов передачи данных в комплексах ЦОС существенно возрастает вероятность возникновения ошибок в каналах передачи данных, что выдвигает повышенные требования к обеспечению гарантоспособности программного комплекса изохронной передачи данных. В статье представлены результаты разработки и реализации методов, повышающих гарантоспособность изохронной передачи данных. Предложен комбинированный метод изохронной передачи данных, отличающийся применением служебных промежутков при передаче массивов операндов и динамической компенсацией задержек в каналах данных. Выделены наиболее вероятные ошибки, возникающие при передаче данных и предложены способы их парирования. Описан программный комплекс, реализующий комбинированный метод. Используя атрибутивную модель гарантоспособности, проведен анализ гарантоспособности программного комплекса. Анализ показал, что использование комбинированного метода позволит в четыре раза увеличить количество каналов передачи данных в комплексе ЦОС при заданном уровне гарантоспособности и фиксированном времени доверительной работы по сравнению с базовым методом. При значительном увеличении количества каналов передачи данных возникает необходимость сохранения заданного уровня гарантоспособности. В этой связи предложен модернизированный метод изохронной передачи данных, в котором были усовершенствованы алгоритмы проверки целостности данных, проверки допустимого диапазона рассогласования задержек в каналах данных и добавлен алгоритм переключения опорных каналов. Оценка гарантоспособности реализации модернизированного метода показала его способность обеспечить двукратное увеличение числа каналов данных по сравнению с комбинированным методом.

• УПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ В ПРОЦЕССЕ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ: МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ГРАФОВ И МЕТРИК РИСКА

  К.В. Якименко , В. В. Золотарев

  246-256

  2025-07-24

  Аннотация ▼

  Данное исследование посвящено критической проблеме обеспечения информационной безопасности (ИБ) организаций в условиях активной цифровой трансформации (ЦТ), которая неизбежно влечет за собой увеличение поверхностей атаки, появление новых уязвимостей и рисков дестабилизации систем защиты. Авторы предлагают процессно-ориентированный подход, основанный на моделировании бизнес-процессов (БП) и ИТ-ландшафта с использованием гетерогенных графов. Данная модель, представляет три ключевых типа сущностей: операции, информационные системы (ИС) и данные как объекты защиты, а также атрибутированные ребра, отражающие каналы передачи и их характеристики защищенности. Такой подход обеспечивает полноценную идентификацию объектов КИИ в соответствии с требованиями ФСТЭК и позволяет анализировать сложные взаимосвязи в переходных состояниях ЦТ. В рамках исследования разработан комплекс ключевых количественных метрик для управления рисками ИБ: 1. Количество Критических Путей (ККП): Отражает изменение поверхности атаки при добавлении/удалении ИС и маршрутов данных. 2. Уровень Центральности Узлов (УЦУ): Определяет наиболее критичные для связности и уязвимые ИС (точки концентрации риска). 3. Индекс Распределённости Данных (ИРД): Характеризует соотношение облачных и локальных узлов хранения/обработки данных и связанные с этим риски контроля и безопасности. 4. Время Восстановления (ВВ): Оценивает устойчивость БП к сбоям и атакам. 5. Уровень Автоматизации Защиты (УАЗ): Показывает долю автоматизированных задач ИБ для оперативного реагирования. На основе модели и метрик предложен динамический алгоритм управления ИБ процесса ЦТ. Алгоритм предусматривает: 1. Построение графовых моделей БП "как есть" и "как должно быть". 2. Непрерывное динамическое обновление модели текущего состояния в ходе ЦТ. 3. Регулярный расчет метрик для оценки рисков в переходных состояниях. 4. Актуализация перечня рисков и защитных мер на основе анализа метрик. Результаты включают практические рекомендации по: снижению поверхности атаки; приоритезации защиты узлов с высоким уровнем критичности; оптимизации распределения данных с учетом требований безопасности и отказоустойчивости. Предложенный подход обеспечивает прозрачность и управляемость ИБ на всех этапах ЦТ, повышает устойчивость
  ИТ-ландшафта к угрозам и соответствие требованиям регуляторов.

• АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ И ОСОБЕННОСТЕЙ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ФИЛЬТРОВ ХОГЕНАУЭРА КАК РЕКУРСИВНЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  И.Е. Моисеенко , С. П. Тарасов , И.И. Турулин

  37-46

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Рассматриваются вопросы устойчивости каскадных интегратор-гребенчатых (CIC – cascade integrator-comb) фильтров, используемых в цифровой обработке сигналов, в том числе для децимации и интерполяции. Проведен краткий обзор современных публикаций, касающихся архитектурной оптимизации CIC-фильтров. Основное внимание уделено повышению устойчивости фильтров к переполнению разрядной сетки, анализу их устойчивости и методу синтеза рекурсивных
  КИХ-фильтров (фильтров с конечной импульсной характеристикой). Для лучшего понимания природы устойчивости CIC-фильтров в работе приведены математические выкладки, иллюстрирующие особенности накопления постоянной составляющей при различных конфигурациях блоков. Предложено изменение структуры CIC-фильтра, заключающееся в перестановке блоков интегратора и гребенчатого фильтра. Доказано, что такое изменение предотвращает накопление постоянной составляющей сигнала в интеграторах и, следовательно, исключает переполнение разрядной сетки вследствие накопления постоянной составляющей в интеграторе. Этот подход базируется на свойстве линейных фильтров, согласно которому изменение порядка включения не влияет на передаточную функцию. амплитудно-частотную характеристику, но в случае цифровых реализаций позволяет существенно снизить вероятность переполнения. Возможности аппаратной и программной реализации таких структур рассматриваются с точки зрения минимизации потерь точности и увеличения надежности работы систем цифровой обработки сигналов. Предложено использование целых чисел или чисел с фиксированной точкой для устранения накопления ошибок квантования. Кроме того, была разработана программа на языке Python, реализующая CIC-фильтр с учетом устойчивости к постоянной составляющей во входном сигнале и точным выполнением операций. Полученные результаты сопоставлены с современными подходами, представленными в научных исследованиях последних лет. Предложенные решения могут быть полезны при разработке цифровых фильтров для систем с ограниченными вычислительными ресурсами и повышенными требованиями к стабильности.

• СУММАТОР С ПЛАВАЮЩЕЙ ЗАПЯТОЙ В ЦИФРОВЫХ ФОТОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ

  Д.А. Сорокин , И.И. Левин

  168-178

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  В рамках предлагаемой авторами концепции структурной организации вычислений в цифровых фотонных вычислительных устройствах необходимо использовать последовательную обработку информации, что позволяет минимизировать скважность подачи операндов из внешней памяти или других электронных источников на фотонное устройство. Это становится возможным, когда обработка операндов не превышает число тактов, равное их разрядности. Кроме того, при последовательной поразрядной обработке значительно снижаются аппаратные затраты на синхронизацию потоков данных. Устранение скважности и снижение накладных расходов на реализацию вычислительных структур в значительной степени способны повысить эффективность цифровых фотонных вычислительных устройств относительно электронных. Однако для создания фотонных вычислительных структур, ориентированных на решение различных трудоёмких задач из таких областей, как математическая физика, линейная алгебра, нейросетевая обработка и многих других, необходимы устройства, реализующие базовые арифметические функции в формате плавающей запятой. Большинство таких арифметических функций содержит элементарную операцию целочисленного сложения. При последовательной обработке операндов младшими разрядами вперёд в двоичной форме представления устройства целочисленного сложения не могут начать выдавать результат до тех пор, пока не будут обработаны все биты информации для учёта переноса, что увеличивает в два раза скважность подачи операндов и латентность устройства. Поэтому для устранения скважности и сокращения латентности предлагается использовать четверичную знакоразрядную форму представления чисел и подавать операнды старшими разрядами вперёд. Применение знакоразрядной формы представления чисел позволяет выполнять  немедленную передачу старших разрядов результата операции для дальнейшей обработки в следующие устройства, не дожидаясь получения младших разрядов. В статье рассматриваются вопросы построения всех компонент знакоразрядного сумматора с плавающей запятой: блока  определения разности порядков, блока денормализации мантиссы меньшего числа, сумматора мантисс, блока нормализации мантиссы результата и блока коррекции порядка результата. Приведены алгоритмы функционирования данных блоков. Оценка эффективности предлагаемого  знакоразрядного сумматора выполнена на макете, разработанном в базисе цифровой фотонной логики на реконфигурируемом компьютере «Терциус». Показано, что  за счёт величины тактовой частоты работы цифровые фотонные вычислительные устройства способны обеспечить производительность почти на два десятичных порядка больше по сравнению с микроэлектронными устройствами

• ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЙ ФИЛЬТР ВТОРОГО ПОРЯДКА НА ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ КОНДЕНСАТОРАХ С ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ ПОЛЮСА ЦИФРОВЫМ ПОТЕНЦИОМЕТРОМ

  Д.Ю. Денисенко , Н.Н. Прокопенко , Ю.И. Иванов , Д.В. Кузнецов

  179-189

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Разработан и исследован дискретно-аналоговый фильтр второго порядка на двух частотозадающих конденсаторах. Предлагаемая схема содержит два входа (In_LPF_HPF, In_BPF_NPF) и четыре выхода (Out_LPF, Out_BPF, Out_HPF, Out_NPF). Тип фильтра (числитель передаточной функции) определяется путем подключения к соответствующему входу схемы источника сигнала и съема сигнала с соответствующего выхода. Затухание полюса зависит от сопротивления одного резистора R5, который не влияет на другие параметры. Поэтому затухание полюса может перестраиваться с помощью этого резистора. Для установления коэффициента передачи в полосе пропускания на заданном уровне в ФНЧ и ФВЧ целесообразно использовать резистор R1, а для ПФ и РФ – резистор R2. Изменение данных резисторов не будет вызывать изменения других параметров схемы фильтра. Установлено, что частота полюса зависит от сопротивления резистора R8 или цифрового потенциометра , коэффициент передачи которого может изменяться путем изменения двоичного цифрового кода , подаваемого на его управляющие входы, а остальные параметры звена фильтра от них не зависят, поэтому путем изменения сопротивления этого резистора или коэффициента передачи цифрового потенциометра частота полюса может перестраиваться в широком диапазоне при сохранении других параметров. Компьютерное моделирование исследуемого дискретно-аналогового фильтра выполнено в среде Micro-Cap. Приведены последовательности импульсов, управляющих электронными ключами. Показаны графики выходных напряжений на выходах схемы (Out_LPF, Out_BPF, Out_HPF, Out_NPF). Применение цифрового потенциометра в схеме фильтра крайне перспективно при построении адаптивных систем обработки сигналов

• РАСПОЗНАВАНИЕ И АДАПТИВНАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ТЕСТОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

  Ю.Е. Зинченко , Т. А. Зинченко

  189-204

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Целью статьи является повышение эффективности псевдослучайного тестирования цифровых устройств по сравнению с общепринятым традиционным подходом. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи: анализ эффективности традиционных подходов тестирования; разработка нового подхода тестирования на базе распознавания и адаптивного псевдослучайного тестирования цифровых устройств; разработка системы тестирования на базе разработанных подходов и экспериментальные исследования на ее основе.
  В качестве объекта диагностики в данной работе выступают последовательностные (с элементами памяти) цифровые устройства, выполненные в виде типовых элементов замены на микросхемах средней и малой степени интеграции. В качестве моделей неисправностей при синтезе и анализе тестов используются константные неисправности. Предметом исследований выступают последовательностные цифровые устройства как объекты диагностики и подходы их псевдослучайного тестирования. В работе представляется подход распознавания и тестирования последовательностных цифровых устройств, который базируется на сочетании традиционного псевдослучайного тестирования на первом этапе с «распознаванием объекта диагностики» и построении «альтернативного графа объекта» на втором этапе с последующим «блужданием» по этому графу с целью повышения эффективности тестирования. На базе предложенного подхода разработана система тестирования цифровых устройств AGAT. Тестирование в системе может выполняться как для одного, так и группы объектов диагностики на одном либо группе персональных компьютеров в локальной компьютерной сети, при этом учитывается «многопоточность» на основе многоядерных процессоров персональных компьютеров сети. Выполняются экспериментальные исследования предложенного подхода и системы AGAT на двух типах объектов диагностики: международном наборе экспериментальных схем ISCAS’89 и наборе типовых элементов замены специализированной радиотехнической системы

• МЕТОД ГЕНЕРАЦИИ ШУМА ПО НАБОРУ ЗАШУМЛЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ БЕЗ ЧИСТЫХ ПРИМЕРОВ

  А.С. Коваленко , Я. М. Демяненко

  243-254

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Предлагается новый метод генерации шума по зашумленным изображениям без необходимости использования выровненных пар чистых и зашумленных данных. В отличие от традиционных подходов, требующих наличия согласованных наборов изображений или априорных моделей шума, разрабатываемый метод позволяет моделировать сложные характеристики шума, присущие конкретным КМОП‑сенсорам, основываясь исключительно на наблюдаемых зашумленных данных. Для синтеза шума используется генеративно‑состязательная архитектура
  U-Net-подобного типа, построенная на базе StyleGANv2 с модифицированным дискриминатором, учитывающим параметры камеры и исходных изображений. Основное внимание уделяется сохранению пространственно‑цветовой структуры изображения при генерации шума, что достигается введением специализированной функции потерь, сохраняющей характеристики цветопередачи и текстурных деталей. Предлагаемый подход позволяет обучать генератор шума в условиях полного отсутствия пар чистых и зашумленных изображений, что особенно актуально при работе с реальными данными, полученными с различных камер и в различных условиях освещения. В экспериментальной части проведен подробный сравнительный анализ качества синтезированных изображений по метрикам PSNR и SSIM, а также оценка распределения шума на основе статистических характеристик интенсивности и спектрального состава. Демонстрируется, что синтезированный набор изображений, созданный предложенным методом, может эффективно использоваться как самостоятельный тренировочный корпус для нейросетей подавления шума, а также в комбинации с реальным набором SIDD для повышения точности моделей подавления шума. Результаты показали, что комбинированное обучение на объединенном множестве сгенерированных и реальных примеров обеспечивает рост среднего PSNR на 1.5 дБ по сравнению с существующими методами, основанными на выровненных данных. При этом отсутствует зависимость от специфических оптических характеристик конкретного сенсора камеры, что существенно расширяет область применения разработанного метода. Полученные результаты подтверждают применимость предложенного подхода в задачах синтеза и подавления реалистичного шума в условиях отсутствия чистых эталонных изображений, а также открывают перспективы для дальнейших исследований в направлении адаптивной генерации шумовых моделей.