【摘要】：大陣列成像雷達是一種新體制雷達,與傳統(tǒng)合成孔徑雷達不同,它的成像無需天線與成像目標相對位移就可以在方位角獲得很高分辨率,因此可以掃描出成像目標的清晰圖像,但是大陣列成像算法的數(shù)據(jù)處理量很大,這對處理該算法的硬件設(shè)備提出了很高的挑戰(zhàn),因此大陣列成像雷達的實時性是這一新體制雷達實用化中遇到的難題。而開放計算語言O(shè)penCL的出現(xiàn)為解決大陣列成像實時性問題提供了新的解決方向——異構(gòu)計算——通過并行編程,OpenCL程序可以在短時間內(nèi)并行處理大量的數(shù)據(jù),這對解決大陣列成像的實時性問題具有重要意義。本文內(nèi)容是基于FPGA的OpenCL大陣列成像算法設(shè)計研究,主要完成基于FPGA的大陣列成像算法OpenCL設(shè)計并將其算法計算結(jié)果與MATLAB仿真、GPU運算等結(jié)果進行比較,它可以分為以下幾步:1.對大陣列成像充分了解后,編寫大陣列成像算法串行程序。用MATLAB仿真雷達天線陣列接收到的信號,并編寫大陣列成像的MATLAB程序,在MATLAB平臺上完成對大陣列成像算法的仿真,獲得它的仿真結(jié)果,然后在MATLAB程序的基礎(chǔ)上修改得到大陣列成像算法的C語言程序,獲得C語言計算結(jié)果。2.將大陣列成像算法并行化,完成大陣列成像算法的并行編程。由于FPGA平臺OpenCL開發(fā)的特殊性,首先需要在GPU平臺上完成大陣列成像算法的OpenCL并行編程,之后再將程序移植到FPGA平臺,由于FPGA平臺自身的特點,以及其資源數(shù)量的限制,完整的程序需要進行一定的分割,最終獲得FPGA平臺的計算結(jié)果。3.對OpenCL程序的優(yōu)化。由于所使用FPGA平臺的可用資源有限,對大陣列成像算法的OpenCL程序進行徹底的優(yōu)化是不現(xiàn)實的,故本文選擇對OpenCL算法程序中的各個部分,在所用FPGA平臺DE1-SOC的可用資源上限允許范圍內(nèi)進行優(yōu)化,并研究這些優(yōu)化手段對OpenCL程序的并行計算處理速度的提升。4.在輸入的天線仿真接收數(shù)據(jù)一致的情況下,對串行計算與并行計算方式所獲得的各種大陣列成像結(jié)果相互進行分析比較,證明了本文完成的大陣列成像OpenCL程序可以獲得滿意的加速結(jié)果,并可以推測在FPGA資源充足的情況下,程序必定能獲得更加優(yōu)秀的加速比。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.52

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本文編號：2534625