本文選題：雷達(dá)實(shí)時(shí)成像　切入點(diǎn)：TMS320C6678　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文結(jié)合雷達(dá)成像的研究背景,分析了成像處理系統(tǒng)的實(shí)際需求和新發(fā)展,提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型合成孔徑雷達(dá)成像平臺(tái)的設(shè)計(jì),用以滿足合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像的實(shí)時(shí)性、高分辨率和大數(shù)據(jù)量要求。本設(shè)計(jì)采用了兩片DSP-TMS320C6678+FPGA+VPX架構(gòu)作為雷達(dá)成像處理平臺(tái),與其他功能模塊的板卡通過VPX標(biāo)準(zhǔn)接口互聯(lián),共同完成雷達(dá)系統(tǒng)的成像功能。成像處理平臺(tái)的DSP是TI公司新推出的高性能八核DSP-TMS320C6678,單核主頻高達(dá)1.25GHz,支持定點(diǎn)和浮點(diǎn)高速運(yùn)算,具有三個(gè)獨(dú)立的DMA控制器,和豐富的內(nèi)存資源、外部存儲(chǔ)擴(kuò)展接口和多通道高速串行接口。在硬件設(shè)計(jì)方面,著重介紹了電源和時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì),在滿足雷達(dá)成像平臺(tái)的功耗和時(shí)鐘需求前提下,減少板卡的功耗和體積。接下來基于雷達(dá)成像處理平臺(tái),對(duì)板卡上的高速接口進(jìn)行了詳細(xì)分析。本板卡的高速接口包括DDR3、Hyperlink、PCIe、SRIO和千兆以太網(wǎng)。首先介紹了高速接口的基本原理和互聯(lián)設(shè)計(jì),再具體的分析了接口通信軟件的配置和調(diào)試,最后對(duì)本設(shè)計(jì)的高速接口進(jìn)行速度測(cè)試和分析。此外,還介紹了板卡的普通接口如SPI和GPIO,并提出和實(shí)現(xiàn)了其具體的設(shè)計(jì)方案。雷達(dá)成像處理平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)是利用成像處理板卡進(jìn)行雷達(dá)算法的實(shí)時(shí)成像。首先介紹了基本的距離多普勒雷達(dá)成像算法,并結(jié)合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和幾何失真校正對(duì)該成像算法修正,得到適合于外場(chǎng)惡劣環(huán)境的多分辨率多模式的雷達(dá)實(shí)時(shí)成像算法。然后詳細(xì)分析了基于TMS320C6678的多核算法映射和任務(wù)分配,在充分利用板卡實(shí)際資源的前提下,使雷達(dá)成像在實(shí)時(shí)性和分辨率上更加優(yōu)化。在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)方面,不僅對(duì)程序的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的安排,也對(duì)子函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理,子函數(shù)的優(yōu)化包括底層函數(shù)的優(yōu)化,存儲(chǔ)空間的合理分配以及同步和Cache一致性維護(hù)。最后對(duì)算法的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,在外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中得到滿足各項(xiàng)指標(biāo)的成像結(jié)果。本文從原理,實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試這幾方面詳細(xì)分析了雷達(dá)成像平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì),高速接口調(diào)試和算法軟件設(shè)計(jì),完成后的成像處理平臺(tái)滿足實(shí)時(shí)成像的各項(xiàng)指標(biāo)。
[Abstract]:Based on the background of radar imaging, this paper analyzes the actual demand and new development of imaging processing system, and proposes and implements a new synthetic aperture radar imaging platform, which can meet the real-time requirements of synthetic aperture radar imaging. In this design, two pieces of DSP-TMS320C6678 FPGA VPX architecture are used as radar imaging processing platform, and the boards of other functional modules are interlinked with other functional modules through VPX standard interface. The imaging processing platform DSP is TI's new high-performance eight-core DSP-TMS320C6678, with a single core frequency of up to 1.25 GHz. It supports fixed-point and floating-point high-speed operations. It has three independent DMA controllers and rich memory resources. In the aspect of hardware design, the design of power supply and clock module is introduced emphatically. Under the premise of satisfying the power consumption and clock requirement of radar imaging platform, the external memory expansion interface and multi-channel high speed serial interface are introduced. Reduce the power consumption and volume of the card. Next, based on the radar imaging processing platform, The high speed interface on the board is analyzed in detail. The high speed interface of the board includes DDR3 Hyperlink PCIeSIO and Gigabit Ethernet. Firstly, the basic principle and interconnection design of the high speed interface are introduced, and then the configuration and debugging of the interface communication software are analyzed in detail. Finally, the design of high-speed interface speed testing and analysis. In addition, This paper also introduces the general interface of the board such as SPI and GPIO, and puts forward and implements its specific design scheme. The software design of radar imaging processing platform is to use the imaging processing board to carry on the real-time imaging of radar algorithm. Basic range Doppler radar imaging algorithm, Combined with motion compensation and geometric distortion correction, a multi-resolution and multi-mode real-time radar imaging algorithm is obtained, which is suitable for the harsh environment of the external field. Then, the mapping and task assignment of the multi-accounting method based on TMS320C6678 are analyzed in detail. On the premise of making full use of the actual resources of the board, the radar imaging is optimized in real-time and resolution. In the whole software design, not only the overall structure of the program is reasonably arranged, but also the subfunctions are optimized. The optimization of the subfunction includes the optimization of the underlying function, the reasonable allocation of storage space, and the maintenance of synchronization and Cache consistency. Finally, the time of the algorithm is analyzed statistically. In this paper, the hardware design, high speed interface debugging and algorithm software design of radar imaging platform are analyzed in detail from the aspects of principle, actual design and debugging. After the completion of the imaging processing platform to meet the real-time imaging indicators.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN957.52

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Moeness G.Amin;朱國富;陸心應(yīng);金添;;穿墻雷達(dá)成像[J];中國科技信息;2014年Z1期

2 李道京,張麟兮,俞卞章;主動(dòng)雷達(dá)成像導(dǎo)引頭幾個(gè)問題的研究[J];現(xiàn)代雷達(dá);2003年05期

3 劉記紅;徐少坤;高勛章;黎湘;;基于隨機(jī)卷積的壓縮感知雷達(dá)成像[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2011年07期

4 成向陽,李寧,王海虹,尚鐵梁,王騏;半導(dǎo)體激光快速掃描雷達(dá)成像實(shí)驗(yàn)[J];中國激光;2001年07期

5 曹蕓茜;吳仁彪;劉家學(xué);盧曉光;;基于隨機(jī)濾波的探地雷達(dá)成像方法[J];信號(hào)處理;2011年12期

6 徐厚寶;楊東朋;;激光雷達(dá)成像壓縮傳感技術(shù)特定主體情報(bào)信息搜索系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];科技傳播;2012年24期

7 孫長印,保錚,張林讓;一種快速有效的雷達(dá)成像超分辨算法[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);1999年06期

8 王小寧,劉鵬,許家棟;雷達(dá)成像中插值算法的比較[J];現(xiàn)代雷達(dá);2001年04期

9 徐偉;袁斌;薛瑞峰;程方;;多站雷達(dá)成像系統(tǒng)成像特性分析[J];現(xiàn)代雷達(dá);2006年12期

10 方志紅;;一種基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的雷達(dá)成像系統(tǒng)[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2011年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 余德軍;龔俊斌;馬杰;田金文;;激光成像雷達(dá)成像仿真技術(shù)研究[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（D 光電信息處理技術(shù)專題）[C];2006年

2 沈斌;張曉玲;;平臺(tái)高頻振動(dòng)對(duì)THz頻段雷達(dá)成像的影響分析及其解決方案[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 天兵;印度首顆國產(chǎn)雷達(dá)成像衛(wèi)星升空[N];中國國防報(bào);2012年

2 士元;2009年德國5顆雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星天上相聚[N];大眾科技報(bào);2007年

3 天兵;韓國首顆雷達(dá)成像衛(wèi)星要上天[N];中國國防報(bào);2013年

4 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 李金金;美國隱形衛(wèi)星:監(jiān)視別國[N];北京科技報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 謝曉春;壓縮感知理論在雷達(dá)成像中的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2010年

2 徐建平;壓縮感知算法在雷達(dá)成像中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 徐浩;基于空間譜理論和時(shí)空兩維隨機(jī)輻射場(chǎng)的雷達(dá)成像研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 邢孟道;基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的雷達(dá)成像方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2002年

5 王碩;分布式無源雷達(dá)成像方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

6 杜小勇;稀疏成份分析及在雷達(dá)成像處理中的應(yīng)用[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

7 張格森;壓縮傳感理論及若干應(yīng)用技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫士龍;基于壓縮感知的雷達(dá)成像若干問題研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 方午梅;SAR成像實(shí)時(shí)處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 王文超;壓縮感知理論在探地雷達(dá)成像中的應(yīng)用研究[D];華東交通大學(xué);2012年

4 張利軍;雷達(dá)成像的電磁仿真研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

5 程剛;雷達(dá)成像處理并行算法及軟件[D];西安電子科技大學(xué);2001年

6 敖卓均;穿墻雷達(dá)成像模式及算法研究[D];電子科技大學(xué);2012年

7 呂杰;基于通用電磁計(jì)算軟件的雷達(dá)成像系統(tǒng)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 李文竹;散射截面測(cè)試與雷達(dá)成像研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

9 李秒余;EMD算法在雷達(dá)成像中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2006年

10 王帆;反導(dǎo)雷達(dá)成像及長度特征提取建模仿真研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1565891