معالجة الإشارة الرقمية
حيث تأخذ معالجات الإشارات الرقمية (DSP) إشارات العالم الحقيقي وكمثال عليها الصوت أو الصوت أو الفيديو أو درجة الحرارة أو الضغط أو الموضع الذي تم رقمنته ثم معالجتها رياضياً حيث تم تصميم (DSP) لأداء وظائف رياضية، مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة بسرعة كبيرة.
ما هو معالج الإشارات الرقمية – DSP؟
معالج الإشارات الرقمية (Digital Signal Processor): هو عبارة عن معالج مخصص لتحليل ومعالجة عدد من الإشارات الرقمية مثل الصوت حيث تم تصميمها لتقوم بأداء وظائف رياضية مثل الجمع والطرح بسرعة عالية مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة.
كما تحتاج الإشارات إلى المعالجة بحيث يمكن عرض المعلومات التي تحتويها أو تحليلها أو تحويلها إلى نوع آخر من الإشارات قد يكون مفيداً، أمّا في العالم الحقيقي تكتشف الأجهزة التماثلية إشارات مثل الصوت أو الضوء أو درجة الحرارة أو الضغط، وتتلاعب بها حيث تأخذ المحولات، مثل المحول التماثلي إلى الرقمي إشارة العالم الحقيقي وتحولها إلى تنسيق رقمي من (1 و0) حيث يتولى (DSP) زمام الأمور من خلال التقاط المعلومات الرقمية ومعالجتها ثم يقوم بتغذية المعلومات الرقمية مرة أخرى لاستعمالها في العالم الحقيقي.
يقوم بذلك بإحدى طريقتين، إمّا رقمياً أو بتنسيق تماثلي من خلال المرور عبر محول رقمي إلى تماثلي حيث يحدث كل هذا بسرعات عالية جداً، فمثلاً عند استخدام (DSP) في مشغل الصوت (MP3) وأثناء مرحلة التسجيل، يتم إدخال الصوت التماثلي من خلال جهاز استقبال أو مصدر آخر ثم يتم تحويل هذه الإشارة التماثلية إلى إشارة رقمية من خلال محول تماثلي إلى رقمي وتمريرها إلى (DSP). يقوم (DSP) بتنفيذ ترميز (MP3) ويحفظ الملف في الذاكرة وأثناء مرحلة التشغيل، يتم أخذ الملف من الذاكرة وفك تشفيره بواسطة (DSP) ثم تحويله مرة أخرى إلى إشارة تماثلية من خلال المحول الرقمي إلى التماثلي بحيث يمكن إخراجها من خلال نظام السماعات، وفي مثال أكثر تعقيداً يؤدي (DSP) وظائف أخرى مثل التحكم في مستوى الصوت والتوازن وواجهة المستخدم.
كما يمكن استعمال معلومات (DSP) بواسطة الكمبيوتر للتحكم في أشياء مثل الأمان والهاتف وأنظمة المسرح المنزلي وضغط الفيديو حيث يتم ضغط الإشارات بحيث يمكن إرسالها بسرعة وكفاءة أكبر من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال يمكن لعقد المؤتمرات عن بعد نقل الكلام والفيديو عبر خطوط الهاتف، كما يمكن أيضاً تحسين الإشارات أو التلاعب بها لتحسين جودتها أو تقديم معلومات لا يستشعرها البشر، مثل إلغاء الصدى للهواتف المحمولة أو الصور الطبية المحسنة بالكمبيوتر، وعلى الرغم من أنّه يمكن معالجة إشارات العالم الحقيقي في شكلها التماثلي فإنّ معالجة الإشارات رقمياً توفر مزايا السرعة والدقة العالية.
ماذا يوجد داخل DSP؟
- يشتمل DSP على هذه المكونات الرئيسية: ذاكرة البرنامج: يخزن البرامج التي سيستخدمها (DSP) لمعالجة البيانات.
- ذاكرة البيانات: هو من يخزن المعلومات المراد معالجتها.
- محرك الحساب: الذي يقوم بمعالجة الرياضيات والوصول إلى البرنامج من ذاكرة البرنامج والبيانات من ذاكرة البيانات.
- الإدخال أو الإخراج: يقدم مجموعة من الوظائف للاتصال بالعالم الخارجي.
- هناك عدد قليل من الأجزاء المختلفة التي تكون نظام (DSP) ناجحاً من المدخلات والمخرجات، وهذه هي الواجهة للعالم المادي والأجهزة الأخرى حيث يتم تحويل الإشارات التماثلية إلى رقمية ومعالجتها ثم تحويلها مرة أخرى إلى المجال التماثلي للتفاعل مرة أخرى مع مستخدمين، وشريحة (DSP) أي دماغ نظام (DSP) يتم فيها إجراء جميع الحسابات والخوارزميات اللازمة هنا.
المراجع
e3arabi.com
التصانيف
معالجة الإشارة علم الحاسوب هندسة كهربائية هندسة إلكترونية تقانة الإعلام الهندسة العلوم كهرباء العلوم التطبيقية