【摘要】：隨著水下聲信號(hào)處理技術(shù)的日益發(fā)展,水下聲誘餌、水下聲特征模擬器的誘騙模擬性能逐漸提高,使得現(xiàn)階段智能魚(yú)雷無(wú)法對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效的跟蹤定位。為提高智能魚(yú)雷的檢測(cè)與識(shí)別能力,為增強(qiáng)以信息化作戰(zhàn)為主體的未來(lái)海戰(zhàn)場(chǎng)的攻防能力,本文設(shè)計(jì)了一套智能艦船聲模擬裝備,搭載TI公司的八核TMS320C6678處理器,實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)工作模式下的聯(lián)合模擬。被動(dòng)模式下,可多種方式、多亮點(diǎn)地模擬艦船輻射噪聲;主動(dòng)模式下,通過(guò)模擬主動(dòng)偵察過(guò)程中目標(biāo)回波在不同探測(cè)角度下強(qiáng)度與尺度的差異,為智能聲探測(cè)系統(tǒng)以及分布式水下協(xié)同探測(cè)系統(tǒng)提供多視角下目標(biāo)特征提取與智能融合的聲模擬輸入,提高安靜型潛艇和水下武器的探測(cè)能力和識(shí)別能力。本文所設(shè)計(jì)的智能聲特征模擬器具備魚(yú)雷自導(dǎo)信號(hào)的回波在不同視角下的強(qiáng)度、空間尺度模擬功能以及艦船自噪聲模擬功能,具體的功能及參數(shù)可由上位機(jī)統(tǒng)一控制。當(dāng)智能魚(yú)雷工作在主動(dòng)模式下時(shí),本智能聲特征模擬系統(tǒng)可以選擇存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)工作模式或固定應(yīng)答回波工作模式;當(dāng)智能魚(yú)雷工作于被動(dòng)模式下時(shí),可以根據(jù)所設(shè)參數(shù)模擬本艦船航行自噪聲的時(shí)頻特性或直接發(fā)射所錄取的本艦船自噪聲。為保證聲特征模擬器多路信號(hào)回波的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性要求,需選用具有強(qiáng)大運(yùn)算能力的處理芯片作為系統(tǒng)信號(hào)處理的核心。本模擬器系統(tǒng)采用DSP+FPGA實(shí)時(shí)信號(hào)處理機(jī)結(jié)構(gòu),搭載Xilinx公司的XC7K325T FPGA作為系統(tǒng)總線集成控制器,搭載TI公司的八核TMS320C6678處理器作為系統(tǒng)的處理核心。該處理器集成了8個(gè)具有高性能的定/浮點(diǎn)運(yùn)算功能的CPU內(nèi)核,其中每個(gè)內(nèi)核的最高頻率為1.25GHz,定點(diǎn)性能高達(dá)40GMAC,浮點(diǎn)性能高達(dá)20GFLOP。本聲特征模擬器采用多通道信號(hào)并行處理的方式,充分發(fā)揮TMS320C6678處理器多核之性能,多路信號(hào)參數(shù)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)估計(jì),實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)工作模式下艦船聲特征的多角度、多亮點(diǎn)的實(shí)時(shí)模擬。多核協(xié)同方面,采用Enea公司針對(duì)DSP優(yōu)化的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)——OSE作為系統(tǒng)的運(yùn)行框架。OSE提供LINX進(jìn)程間通信服務(wù),使多核應(yīng)用程序的概念化、分割和擴(kuò)展更為方便有效。
【圖文】：

用特定的存儲(chǔ)空間。某個(gè)特定任務(wù)與某個(gè)存儲(chǔ)空間相匹配，特定存儲(chǔ)由單核自行產(chǎn)生的。對(duì)于使用特定的存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)通信，包括通知可以使用推送模型或拉取模型來(lái)實(shí)現(xiàn)。在推送模型中，發(fā)送端負(fù)責(zé)向；在拉取模型中，接收端負(fù)責(zé)從發(fā)送緩存區(qū)中讀出數(shù)據(jù)。儲(chǔ)空間轉(zhuǎn)換。相比于使用共享存儲(chǔ)空間或特定存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)空間轉(zhuǎn)行不會(huì)產(chǎn)生大量的中間變量。具體地說(shuō)就是當(dāng)一個(gè)核完成一個(gè)任務(wù)后存儲(chǔ)空間上，并放棄對(duì)該空間的使用，另一個(gè)核使用該空間，對(duì)內(nèi)存步處理。使用存儲(chǔ)空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送端與接收端使用相同用共享存儲(chǔ)空間不同，共享內(nèi)存并不是臨時(shí)緩存，而是所有權(quán)發(fā)生了通過(guò)消息通道進(jìn)行傳遞。發(fā)送端僅將一個(gè)緩存的指針發(fā)給接收端，接行處理[23][26][27]。特征模擬器中的數(shù)據(jù)通信主要通過(guò)第一種方法，即使用共享存儲(chǔ)空間下的艦船輻射噪聲信號(hào)生成為例，7 核負(fù)責(zé)生成輻射噪聲信號(hào)，0 核 PC 端進(jìn)行波形顯示以及發(fā)送給 FPGA 進(jìn)行 DA 轉(zhuǎn)換。7 核將三路數(shù)器中，在 7 核中需要進(jìn)行如下定義，如圖 2.2 所示。

圖 2.3 cmd 文件中對(duì) unc_ext_ram 的設(shè)置.2 狀態(tài)通信狀態(tài)通信是核間通信的關(guān)鍵，2.2.1 節(jié)中所提到的三種數(shù)據(jù)通信方式無(wú)一不需信進(jìn)行管理。其中，狀態(tài)信息的核間通信按信號(hào)量種類不同可分為直接和間接兩信號(hào)量主要通過(guò)外設(shè)產(chǎn)生硬件事件，路由到核的本地中斷控制器以產(chǎn)生中斷。如圖 2.4。CPU1 向 CPU2 的 IPC（核間通信）控制寄存器寫信號(hào)，IPC 事件產(chǎn)由到中斷控制器。中斷控制器相應(yīng)，通知 CPU2。CPU2 收到通知后，，查詢 IPCIPC 標(biāo)志清除，執(zhí)行相應(yīng)的操作[23]。CPU1核間通信接口中斷控制器CPU1 發(fā)送緩存EDMA配置數(shù)據(jù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.70

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張文廣;魯敏;郭裕蘭;滕書華;張軍;;基于多核DSP激光成像雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[J];激光與紅外;2015年11期

2 張?zhí)m;馮登超;武壯;楊曉冬;李泓錦;楊紅偉;;水聲對(duì)抗環(huán)境下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能研究[J];北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2015年04期

3 董淵文;張永軍;高曉亮;滕晶;;基于TMS320C6678多核DSP的分布式通信系統(tǒng)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2014年13期

4 陳敬軍;;國(guó)外魚(yú)雷防御問(wèn)題評(píng)述(三) 魚(yú)雷防御系統(tǒng)中軟殺傷器材的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J];聲學(xué)技術(shù);2013年04期

5 鄧偉;王文菊;;基于TMS320 C6455的以太網(wǎng)通信程序的設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2013年07期

6 吳灝;肖吉陽(yáng);范紅旗;付強(qiáng);;TMS320C6678多核DSP的核間通信方法[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2012年09期

7 丁有源;汪安民;;基于多核任務(wù)并行處理的DSP軟硬件設(shè)計(jì)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2012年05期

8 王新華;高洪林;穆連運(yùn);朱邵偉;;艦艇反魚(yú)雷技術(shù)[J];艦船科學(xué)技術(shù);2011年09期

9 潘建國(guó);翟旭平;;基于能量檢測(cè)的頻譜感知方法[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

10 李凱;黃建國(guó);;水下航行體輻射噪聲的線譜分析及建模[J];聲學(xué)技術(shù);2007年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊方;基于TMS320C6678的多核DSP并行處理應(yīng)用技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2014年

2 周佩;基于多核DSP并行調(diào)度機(jī)制的實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2014年

3 邦志輝;水聲對(duì)抗子母彈結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)研究[D];南京理工大學(xué);2014年

4 劉雨;某聲干擾器子彈作用過(guò)程關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];南京理工大學(xué);2014年

5 路曉磊;低頻干擾系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

6 王自娟;水聲對(duì)抗若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

7 王守義;智能聲誘餌第一類邊發(fā)邊收方案及信號(hào)處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 李繼龍;基于OSE的系統(tǒng)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2007年

9 邢國(guó)強(qiáng);典型艦船輻射噪聲建模與仿真[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

10 李艷梅;聲吶脈沖偵察與被動(dòng)測(cè)距研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2615116