LFM-PD雷达信号处理算法的并行实现研究

admin · 发表于前天 10:15

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LFM-PD雷达结合了LFM波形可脉冲压缩的特点和PD体制的优点，同时具备了较高的距离和速度分辨率。但是随着电子技术的发展，目前雷达信号处理机的采样率越来越高，其引入的高数据率、密集处理也给硬件实现带来了很大的挑战，单片处理器已经很难满足这些高数据率和运算量的要求。本文介绍了一款先进的基于4片ADSP-TS201S处理器和4片XC4VSX55的多处理器高速实时信号处理机，文中介绍了LFM-PD雷达信号处理的流程，并重点讨论了处理机在硬件结构、软件设计方面为实现并行实时系统所作出的优化工作。在硬件结构设计方面，系统采用了基于DSP+FPGA结构的多处理器硬件，多个处理器分成两组，能同时对两个通道的信号进行处理；此外DSP+FPGA结构还同时解决了内部密集信号处理和外部复杂通信结构的难题；为了保证各个处理其处理的便利性，系统内多个处理器之间采用了多种类型的接口，解决了高速数据传输的题目。在软件方面，系统也使用了多种优化的方法来提高算法的执行效率：首先系统研究了个算法的处理量，结合不同处理器的处理能力，将算法合理的映射到不同的处理器中，进而实现了处理器级的流水线处理；除此以外，系统还在ADSP-TS201S中，结合了处理器双运算块、多存储区、分支目标缓存（BTB）、静态超标量等特点，在指令级实现了算法子模块的并行优化，这些算法包括FFT，CFAR，复乘，求模等。通过硬件与软件上的并行优化，使系统最终满足了实时性设计的要求，这些并行优化的思想在其他多处理器硬件系统设计中也具备很好的可参考性。最后，文中给出系统对LFM脉冲串的处理结果，各处理器的处理时间以及对脉冲的跟踪结果，验证了系统设计的有效性。

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