4 DSP部分設計

　　4．1 DSP程序設計流程

　　設備上電DSP復位后，由其內部固化的自引導程序（BOOT）將存于Flash存儲器的程序和數據搬移至內部RAM中，然后DSP開始讀取壓縮算法的應用程序，繼續運行。DSP的工作流程為：首先初始化DSP的CSL函數庫，然后初始化PLL、GPIO及相關中斷寄存器，等待中斷。

　　采集模塊16位數據通過總線不斷寫入。FIFO1中。程序通過控制其半滿（HF）信號，即當數據超過半滿時，HF信號低電平有效，將觸發一次中斷通知 DSP，DSP則進入中斷后把2048字節的數據從輸入FIFO1中讀入到DSP所指向的SDRAM的空間中，DSP在處理完中斷的空閑時間內進行高速壓縮。將壓縮數據與原數據相比較，若壓縮數據小于原數據，就把壓縮數據寫入DSP的軟FIFO中，否則，就將原數據寫入DSP的軟FIFO中。

　　最終，DSP把軟FIFO中得壓縮數據寫入輸出FIFO2中，等待發送模塊將數據上傳至遙測系統。

　　4．2 數據壓縮算法選擇

　　壓縮編碼信源信息在解壓縮時能夠完全恢復，也即在壓縮和解壓縮過程中信源信息無損失，該編碼方法稱為無損壓縮，經常使用的無損壓縮方法有Shannon-Fano編碼，Huffman編碼，游程（Run-length）編碼，IZW （Lempel-Ziv-Welch）編碼和算術編碼（ARC）等。這里重點討論ARC算法和LZW算法。ARC算法的思想就像查字典。眾所周知．英文詞典的編排方式是按首字母排序，首字母相同的詞繼續按第二字母排序，以此類推。實際應用算術編碼更巧妙。利用字符出現的概率對0～1區間分割，然后用0～1 之間的一個小數對數據編碼，原始數據越多，這個小數點后的位數就越多。

　　LZW編碼是圍繞稱為詞典的轉換表完成的。該轉換表用來存放稱為前綴（Prefix）的字符序列，并且為每個表項分配一個碼字（Code word），或稱為序號，這張轉換表實際上是把8位ASCII字符集進行擴充。增加的符號用來表示在文本或圖像中出現的可變長度ASCII字符串。擴充后的代碼可用9～12位甚至更多的位表示。12位有4 096個不同的12位代碼，這就是說。轉換表有4 096個表項，其中256個表項用于存放已定義的字符，剩下的3 840個表項用于存放前綴（Prefix）。LZW編碼器（軟件編碼器或硬件編碼器）通過管理該詞典完成輸入與輸出之間的轉換。LZW編碼器的輸入是字符流（Charstream），字符流是用8位ASCII字符組成的字符串，輸出是用n位（例如12位）表示的碼字流（Codestream），碼字代表單個字符或多個字符組成的字符串。LZW編碼器采用一種實用的分析（parsing）算法，稱為貪婪分析算法（greedy parsingalgorithm）。

　　在貪婪分析算法中，每一次分析都要串行檢查來自字符流（Charstream）的字符串，從中分解出已識別的最長字符串，也就是已在詞典中出現的最長的前綴（Prefix）。用已知的前綴（Prefix）加上下一個輸入字符C也就是當前字符（Currentcharacter）作為該前綴的擴展字符，形成新的擴展字符串——綴一符串（Sning）：Prefix．C。這個新的綴一符串（String）是否要加到詞典中，還要看詞典中是否存有和它相同的綴一符串（String）。

　　如果有，那么這個綴一符串（String）就變成前綴（Prefix），繼續輸入新的字符，否則就把這個綴一符串字符（String）寫到詞典中生成一個新的前綴（Prefix），并給一個代碼。

　　一般來說，不同的壓縮算法有不同的優缺點。不同算法的復雜性對空間的要求以及壓縮率也不同。這不僅依賴于壓縮方法，也與被壓縮數據的特點有關。

　　該系統設計是壓縮實時數據，要求壓縮過程的時間性能較高，故采用事先統計模型的ARC算法。實驗證明，采用該算法其運算速度與LZW算法速度相近。而ARC算法在壓縮去除率上優于LZW算法。