【摘要】：大陣列成像雷達(dá)是一種新體制雷達(dá),與傳統(tǒng)合成孔徑雷達(dá)不同,它的成像無(wú)需天線與成像目標(biāo)相對(duì)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(biāo)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(duì)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(dá)的實(shí)時(shí)性是這一新體制雷達(dá)實(shí)用化中遇到的難題。而開(kāi)放計(jì)算語(yǔ)言O(shè)penCL的出現(xiàn)為解決大陣列成像實(shí)時(shí)性問(wèn)題提供了新的解決方向——異構(gòu)計(jì)算——通過(guò)并行編程,OpenCL程序可以在短時(shí)間內(nèi)并行處理大量的數(shù)據(jù),這對(duì)解決大陣列成像的實(shí)時(shí)性問(wèn)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(jì)研究,主要完成基于FPGA的大陣列成像算法OpenCL設(shè)計(jì)并將其算法計(jì)算結(jié)果與MATLAB仿真、GPU運(yùn)算等結(jié)果進(jìn)行比較,它可以分為以下幾步:1.對(duì)大陣列成像充分了解后,編寫(xiě)大陣列成像算法串行程序。用MATLAB仿真雷達(dá)天線陣列接收到的信號(hào),并編寫(xiě)大陣列成像的MATLAB程序,在MATLAB平臺(tái)上完成對(duì)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(yǔ)言程序,獲得C語(yǔ)言計(jì)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(tái)OpenCL開(kāi)發(fā)的特殊性,首先需要在GPU平臺(tái)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(tái),由于FPGA平臺(tái)自身的特點(diǎn),以及其資源數(shù)量的限制,完整的程序需要進(jìn)行一定的分割,最終獲得FPGA平臺(tái)的計(jì)算結(jié)果。3.對(duì)OpenCL程序的優(yōu)化。由于所使用FPGA平臺(tái)的可用資源有限,對(duì)大陣列成像算法的OpenCL程序進(jìn)行徹底的優(yōu)化是不現(xiàn)實(shí)的,故本文選擇對(duì)OpenCL算法程序中的各個(gè)部分,在所用FPGA平臺(tái)DE1-SOC的可用資源上限允許范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化,并研究這些優(yōu)化手段對(duì)OpenCL程序的并行計(jì)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(duì)串行計(jì)算與并行計(jì)算方式所獲得的各種大陣列成像結(jié)果相互進(jìn)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(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN957.52

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2534625