ADSP-TS201在無線電測向系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　4 DSP模塊功能

　　系統(tǒng)通信的命令格式如圖6。

　　系統(tǒng)工作過程如下：

　　監(jiān)控終端微機通過VXI總線給DSP-A發(fā)送命令，DSP-A接到命令后，按照內(nèi)部協(xié)議產(chǎn)生校驗碼，如果與收到的校驗碼一致，則根據(jù)命令號進行相應(yīng)的測向或波束合成操作。中斷1用于DSP和監(jiān)控終端微機之間的通信，中斷0則用于2片DSP之間的通信。DSP-A若接到測向命令，則在DSP-A中取出測向結(jié)果；DSP-A若接到波束合成命令，則向DSP-B產(chǎn)生中斷0，取出波束合成結(jié)果。

　　本系統(tǒng)采用2片DSP作為無線電測向系統(tǒng)的核心處理器，其中一片在50 ms之內(nèi)完成測向，另一片在10 ms之內(nèi)完成波束合成。根據(jù)實際需求，測向系統(tǒng)將完成以下功能：

　　(1)多次測向：由于實際中測向結(jié)果存在誤差，通常進行多次測向，再取平均，以提高精度。測向次數(shù)可以由用戶自由選擇。

　　(2)自動跟蹤：系統(tǒng)設(shè)置為自動跟蹤態(tài)時，先由DSP-A測出信號的角度信息，DSP-B再根據(jù)已知的角度信息進行波束合成，使得主波束一直對準(zhǔn)期望信號的方向，以此達到跟蹤信號的目的。

　　(3)指定方向：系統(tǒng)設(shè)置為指定方向態(tài)時，DSP-B波束合成之后將主波束指向用戶指定的方向，以便用戶觀察自己感興趣方向上的信號動向。

　　2片DSP的程序流程圖如圖7、圖8所示。

　　MUSIC和零點預(yù)處理算法中大部分都是復(fù)數(shù)運算，其中復(fù)數(shù)相乘、復(fù)矩陣特征值分解所占比例較大，二維的譜峰搜索耗費較多時間。為此，充分利用了TS201芯片雙處理器核的SIMD結(jié)構(gòu)和單周期內(nèi)可4字讀寫的特點。在一個周期內(nèi)同時向X核讀入實部，Y核讀入虛部，再同時進行乘加運算，雙核的使用使程序的運行周期大大減少，約為單核的1/4。對于sin和cos的計算，以0.1°為間隔進行查表運算，比級數(shù)展開大大減少了運算時間，精度也達到了系統(tǒng)所需的要求。此外，在TS201的仿真環(huán)境VisualDSP++3.5中，還存在Linear profiling工具，可以分析各個子函數(shù)占總運行時間的比例，對于把握整個程序的運行狀況、優(yōu)化程序的瓶頸，起了很好的幫助作用。由于TS201有24 Mbit等分為* Mbit存儲塊的大容量存儲空間，它可以充分存儲這2個算法所運行的全部數(shù)據(jù)，不需要進行內(nèi)存擴展，這也是很多芯片所無法比擬的。綜上所述，通過合理的軟件結(jié)構(gòu)搭建和一系列的程序優(yōu)化措施，使DSP的運行時間能夠較好地滿足系統(tǒng)所需的要求。

　　5 系統(tǒng)特點

　　無線電測向系統(tǒng)要求必須以盡可能短的時間、盡可能高的精度對空中信號進行定位和跟蹤。本系統(tǒng)充分考慮以上2個因素，具有以下特點：

　　(1)穩(wěn)健、高性能的算法。通過大量的仿真實驗比較，本文選擇了具有高分辨率且性能穩(wěn)定的MUSIC算法和零點預(yù)處理算法。良好的算法保證了系統(tǒng)測向的精度和運行的穩(wěn)定性。

　　(2)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2片DSP的選用保證系統(tǒng)測向功能和波束合成功能互不干擾和影響。編程中充分注意雙核的并行使用及快速算法的運用，使得系統(tǒng)的時效性大大提高(測向50 ms，波束合成10 ms)。

　　(3)完備可靠的通信協(xié)議。所有的通信協(xié)議均通過算法進行加密，正確的校驗保證了數(shù)據(jù)和命令的可靠傳輸。

　　本文給出的基于TS201的無線電測向系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地對信號進行定位和跟蹤，通過選用高性能的MUSIC和零點預(yù)處理算法使得系統(tǒng)具有較高的測向精度，通過選用高速信號處理器ADSP-TS201使得系統(tǒng)具有較快的運行速度。對DSP模塊合理的結(jié)構(gòu)搭建和一系列的優(yōu)化措施，使得系統(tǒng)滿足了指標(biāo)要求。