【摘要】：雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域,針對這些不同領(lǐng)域的需求,不同體制的雷達(dá)技術(shù)也不斷出現(xiàn)。雷達(dá)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的信號處理系統(tǒng),它所涉及的算法復(fù)雜,且需要很高的實(shí)時(shí)性,同時(shí)需要處理大量的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的信號處理系統(tǒng)往往是基于單芯片或者單塊信號處理板,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在各種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。同時(shí)雷達(dá)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜度很高的系統(tǒng),同時(shí)在不同的應(yīng)用背景下往往會(huì)重新設(shè)計(jì)開發(fā)新的雷達(dá)系統(tǒng)。針對這一問題,設(shè)計(jì)出通用信號處理平臺(tái),其采用的通信結(jié)構(gòu)是規(guī)范的,能夠做到在一個(gè)特殊的處理器板上設(shè)計(jì)的軟件適用于更多的電路板更多的處理器中。論文首先介紹了典型的雷達(dá)系統(tǒng),對雷達(dá)系統(tǒng)有一個(gè)整體的認(rèn)識。并對所涉及到的信號處理方法進(jìn)行研究,如AD采樣、數(shù)字下變頻等。隨后以線性調(diào)頻信號為例,對數(shù)字陣列雷達(dá)信號處理基本理論方法進(jìn)行研究,結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),掌握各個(gè)部分的理論知識和常用的實(shí)現(xiàn)方法并用Matlab進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),便于后面在C6678平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)。之后研究了C6678的硬件架構(gòu),對該系統(tǒng)軟件開發(fā)涉及到的硬件資源及通信接口進(jìn)行研究,如多核導(dǎo)航器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器、共享存儲(chǔ)器等,利用開發(fā)板及其提供的例程對涉及到的硬件資源進(jìn)行研究,熟悉所涉及到的硬件資源的特點(diǎn)以及開發(fā)方式等。為后續(xù)更深入的研究開發(fā)做好準(zhǔn)備。其次設(shè)計(jì)了基于SYS/BIOS的信號處理軟件。SYS/BIOS作為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。本課題開發(fā)的應(yīng)用程序是基于該實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)的。最頂層是多任務(wù)多核應(yīng)用程序,在本課題中是信號處理和網(wǎng)絡(luò)通信兩大任務(wù),分別分配到八個(gè)內(nèi)核當(dāng)中,其中0核負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信,1-7核負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理。中間層是SYS/BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),以及用來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)的NDK組件和用來實(shí)現(xiàn)核間通信的IPC組件。最底層是硬件層,這里包含了工程當(dāng)中會(huì)用到的多核導(dǎo)航器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器、共享存儲(chǔ)器等硬件資源。NDK可以看做是SYS/BIOS操作系統(tǒng)的一個(gè)組件,其提供了完整的TCP/IP協(xié)議棧功能。運(yùn)行在0核的程序便是基于NDK開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,用來與信號處理板實(shí)現(xiàn)通信功能。此外還設(shè)計(jì)出了高效的并行算法,在1-7核中并行實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的處理任務(wù)。多核DSP具有多核并行的高效計(jì)算性能,在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)需要對算法的并行性進(jìn)行分析,充分考慮算法和硬件平臺(tái)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出良好的并行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),平衡各處理器的負(fù)載,從而發(fā)揮出多核處理器的性能。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)按照分割、通信、組合、映射四個(gè)步驟進(jìn)行分析規(guī)劃。C6678的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要合理規(guī)劃數(shù)據(jù)的存放位置,提升內(nèi)核訪問效率。數(shù)據(jù)的存放位置需要根據(jù)數(shù)據(jù)的大小及訪問頻率并結(jié)合處理器的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃。最后基于MFC開發(fā)了相應(yīng)的雷達(dá)調(diào)試軟件,通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了對信號處理板的通信與控制。利用該調(diào)試軟件,對開發(fā)的信號處理程序進(jìn)行調(diào)試,同時(shí)對信號處理的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本文主要研究以TMS320C6678處理器為核心構(gòu)成的信號處理硬件平臺(tái)的通信、控制及基本信號處理。設(shè)計(jì)靈活、高效的通信控制軟件,以便于將來實(shí)際工程系統(tǒng)應(yīng)用。
【圖文】：

目標(biāo)的速度信息。根據(jù)前面的參數(shù)設(shè)置，對雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真處理。圖2-10 是原始的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)，，用前面的方法對回波數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其距離維和速度維處理結(jié)果如圖 2-11 和 2-12 所示。圖 2-13 是處理后的 RD 譜。圖 2-10 脈壓輸入信號 圖 2-11 距離維剖面圖圖 2-12 速度維剖面圖 圖 2-13 處理后的三維圖200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000-5-4-3-2-1012345時(shí)域采樣點(diǎn)度幅0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-80-70-60-50-40-30-20-100距離/km壓輸出脈/dB0 10 20 30 40 50 6000.10.20.30.40.50.60.70.80.91多普勒/KHz度幅/一化歸

TMS320C6678功能框圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2656439