基于ADSP TS201的雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)設(shè)計(jì)
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2．2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及優(yōu)化
系統(tǒng)算法的復(fù)雜性與計(jì)算中的動(dòng)態(tài)范圍的要求，系統(tǒng)算法在DSP中軟件化設(shè)計(jì)，調(diào)試方便?；夭ń?jīng)微波合成后形成和、差路及兩路輔助通道信號(hào)，A／D采樣正交差值后形成4路數(shù)據(jù)經(jīng)光纖傳入FPGA，DSP0經(jīng)總線以DMA方式接收4路數(shù)據(jù)，并分發(fā)至其它3片DSP。各DSP單獨(dú)處理一路數(shù)據(jù)，如圖2所示，MTD后回傳至DSP1進(jìn)行副瓣匿影及門限檢測，并估算目標(biāo)方位偏差量，檢測結(jié)果由DSP1經(jīng)總線以DMA方式返還至FPGA，所有的模塊限制在1個(gè)脈沖周期內(nèi)完成，形成了圖3的軟件流程圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157122.htm
(1)數(shù)字脈沖壓縮。
系統(tǒng)中采用頻域方法實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。其基本原理是先對回波信號(hào)做FFT得其頻譜S(ω)，將S(ω)與匹配濾波器頻譜H(ω)頻域點(diǎn)乘，最后對乘積結(jié)果做IFFT即得脈壓結(jié)果Y(n)，整個(gè)過程由兩次FFT，一組頻域點(diǎn)乘，及一次IFFT運(yùn)算組成，由下式表示
Y(n)=IFFT{FFT[s(n)]*FFT[h(n)]} (1)
1)針對TS201芯片內(nèi)存量大的特點(diǎn)，將H(ω)直接存入DSP內(nèi)存，以H(ω)所需內(nèi)存換取了一次FFT執(zhí)行時(shí)間。2)脈沖壓縮結(jié)果是否乘以N對后續(xù)處理無實(shí)質(zhì)影響。故IFFT的實(shí)現(xiàn)省略了除以N的操作，在此基礎(chǔ)上DSP中可由兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種是通過改變旋轉(zhuǎn)因子中正弦項(xiàng)的符號(hào)，調(diào)用FFT函數(shù)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算速度與FFT完全一致，但保存新的旋轉(zhuǎn)因子多耗費(fèi)了一倍內(nèi)存；另外一種則為實(shí)虛交換后做FFT，再實(shí)虛交換即實(shí)現(xiàn)IFF-T，該方法優(yōu)點(diǎn)是不占用新的內(nèi)存。這里在DSP程序中對第二種方法稍加改進(jìn)可使處理時(shí)間與FFT完全一致：在頻域點(diǎn)乘中結(jié)果輸出時(shí)完成第一次實(shí)虛反序不占用額外指令，稍后中可看出在MTD模塊中稍加改動(dòng)可使脈壓輸出的實(shí)虛順序并不引起系統(tǒng)指令的增加。原脈沖壓縮處理時(shí)間為：經(jīng)改進(jìn)后處理時(shí)間可縮短為。內(nèi)核時(shí)鐘工作在600 MHz時(shí)，1 024，4 096，8 192點(diǎn)的頻域脈壓時(shí)間42．24μs、272．63μs、632．1μs，遠(yuǎn)小于脈沖重復(fù)后期，保證了系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。
(2)MTD模塊實(shí)現(xiàn)。
相參積累技術(shù)進(jìn)一步提高了系統(tǒng)信噪比，使雷達(dá)在各種雜波背景下的目標(biāo)檢測能力提高。MTD模塊用16點(diǎn)FFT實(shí)現(xiàn)，由于設(shè)計(jì)中脈沖壓縮輸出為先虛后實(shí)，故需對時(shí)域抽取的16點(diǎn)FFT第一級蝶形運(yùn)算稍作修改，使對保存+j寄存器的操作與對保存re寄存器的操作互換，執(zhí)行時(shí)間可與原16點(diǎn)FFT完全一致。
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