基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构设计.pdf
《基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于FPGA和多核DSP的雷达信号处理架构设计.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 第 期(总第 期)年 月火控雷达技术 ()收稿日期:作者简介:郑东卫()男硕士研究生高级工程师 研究方向为雷达信号处理技术基于 和多核 的雷达信号处理架构设计郑东卫 白亚莉(西安电子工程研究所 西安 西安昆仑工业(集团)有限责任公司 西安)摘 要:本文首先列出了信号处理系统开发设计流程然后根据设计参数分析算法和硬件平台的选择 文中重点分析了多核 中算法数据流传输与划分核间通信与同步 最后给出了多核 的存储空间和传输时间以及计算时间的分析关键词:资源估计多核 系统架构中图分类号:文献标志码:文章编号:()引用格式:郑东卫白亚莉 基于 和多核 的雷达信号处理架构设计 火控雷达技术():/(
2、).):引言系统架构设计是实时信号处理系统设计中的重要组成部分 目前雷达信号处理典型硬件平台为 加多核 根据系统输入参数设计出合理高效的信号处理机会面临诸多问题例如如何选择合理的处理平台设计合理的拓扑结构优化传输链路和数据存储空间分配等 信号处理开发设计流程如图 所示 根据信号处理任务书指标选择相应的软件算法和硬件平台安排相应的算法在哪个平台实现根据实现平台设计拓扑结构然后计算传输链路带宽分析计算存储空间分析等接着进行算法实现实现完后再计算实时性是否满足指标要求如果不满足需要调整硬件平台或硬件底层拓扑结构及系统架构 所以发挥 和多核 的各自的最优性能开发高效实用的系统架构是十分必要的 算法分析
3、及硬件平台选择地面雷达信号处理算法一般包含:数字下变频、数字波束形成、脉冲压缩、动目标检测、恒虚警检测、点迹凝聚、方位俯仰测角、目标上报等环节 由于动目标检测之前这些算法需要用到大量的乘法器加法第 期郑东卫等:基于 和多核 的雷达信号处理架构设计器等这些算法适合在 中实现之后的算法需要大量的逻辑判断适合在 中完成图 信号处理系统开发设计流程在 中实现动目标检测之后的算法 可以选用应用广泛的 公司多核 芯片 此 包 含 个 内 核 核 工 作 速 率 可 达 每个核包含存储区 的 的 的 核共享 的 可外接 的 支持最大 的 接口虽然单个 功能很强大但当 送来的数据量很大时单个 无法在一个相参处
4、理时间内实时完成检测计算就需要多片 并行计算完成计算时间统计可在 中使用 语言库中的 函数对各个功能的信号处理计时 需要多片 多个核并行处理才能完成时需要考虑到多核并行操作有一定的效率损失需要增加一定的冗余量在 中实现动目标检测求模之前算法需要根据系统参数估算所占的 资源选择合适型号的 一般选用 型号主要参考内部乘法器数量存储器数量 模块数量等数字下变频单元主要有混频和滤波组成所需的乘加器资源由下列公式决定:)使用非对称系数 滤波器 路数字下变频所需乘加器数为 /()()使用对称系数 滤波器 路数字下变频所需乘加器数为 /()()数字波束形成主要是乘累加运算所用乘法器由公式()决定:/()数字
5、脉冲压缩采用时域处理方式时时域实现方式即为复数的卷积运算一个复数的乘法运算可由 个乘法或 个乘法来实现比较 个乘法和 个乘法的运算式可以看到 个乘法的运算式虽然少了 个乘法但需要 个加法因此四个乘法的运算式更适合 运算所需的乘加器资源如下:)使用非对称脉压系数 路脉压所需乘加器数:/()使用对称脉压系数 路脉压所需乘加器数:/()动目标检测采用 加窗实现 所用乘法器可通过调用开发软件的 核来得出加窗所用乘法器数为 /()其中:表示通道个数 表述波束个数 表示 滤波器阶数表示输入数据率表示工作时钟频率 表示抽取率 表示积累点数数字下变频所用片内存储器主要由滤波器系数长度、数据位宽和数据缓存大小决
6、定 波束形成所用片内存储器由通道个数、波数个数、数据位宽以及数据缓存大小决定 脉冲压缩采用时域脉压时所用片内存储器由脉压系数长度、数据位宽、数据缓存大小决定 动目标检测采用 加窗实现时所用存储器由窗系数大小、数据位宽、数据缓存大小决定 模块需求数量大小由与 通信传输带宽和接口数量来决定 与 之间采用 通信单片 与 之间可最大支持 的 即最大传输带宽可达 如果单片 数据传输带宽不够就需要多片 并行处理既可提高传输带宽又可提高处理速度 的主要厂商有 公司、公司、公司等其中 公司的 在中高端市场占有率遥遥领先可结合自己使用习惯选择不同厂商 图 列出了 公司的 系列的 器件手册截图 根据所用的乘法器数
7、量存储区数量及 数量再结合 厂家的器件手册可以选出合适的 型号火 控 雷 达 技 术第 卷()()()()()()()()/()/()图 公司的 系列 资源 硬件底层拓扑结构 数据传输划分每片 内 个核在并行处理时如何分工配合多核 程序开发中两种常用的任务分配模式为主从模式和数据流模式)主从模式将核 作为主核主要用于任务分配、调度和触发接收 数据写 操作其它核为从核主要用于读 操作并行处理检测数据核间同步等 这种分配方式需要主核和从核进行频繁地消息通信)数据流模式各 核以流水线的方式按照数据处理的流程执行各任务 不同 核间有很强的数据依赖关系 这种分配方式需要考虑不同核之间的任务划分的均衡否则
8、任务较多的核会出现处理瓶颈 处理完后一个 内包含的处理数据有距离单元维多普勒通道维波束个数维的三维数据 当多核 程序开发按主从模式进行任务分配时如何将这些数据分给不同 或不同核来完成相应的运算使计算效率和传输效率更高现按三个维度划分来分析)按多普勒通道划分若按多普勒通道划分将不同的多普勒通道维数据分给不同的 不同的核处理每一个 核处理完整的距离单元维和波束维数据 若没有多普勒维恒虚警不需要考虑多普勒维交叠 多普勒维点迹凝聚时需要汇总所有多普勒通道数据)按距离单元划分若按距离段划分将不同的距离单元维数据分给不同的 不同的核处理每一个 核处理完整的多普勒维和波束维数据 需要考虑在距离维恒虚警检测时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 FPGA 多核 DSP 雷达 信号 处理 架构 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。