基于MPC8536的雷達(dá)嵌入式數(shù)據(jù)處理平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、機(jī)載雷達(dá)通常要求具備氣象探測(cè)、防撞、火力控制甚至目標(biāo)搜索、多目標(biāo)跟蹤和識(shí)別等功能。為實(shí)現(xiàn)這些功能，需要雷達(dá)數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)分析回波信息，通過算法處理后送綜顯進(jìn)行顯示。在直升機(jī)環(huán)境下，對(duì)加裝設(shè)備的結(jié)構(gòu)、重量、體積和功耗等方面都有非常嚴(yán)格的要求，這就要求雷達(dá)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)既要高性能，滿足數(shù)據(jù)分析處理要求，又要適應(yīng)機(jī)載條件下的惡劣環(huán)境，處理平臺(tái)的選擇范圍就變得非常有限了。在現(xiàn)有的各種處理器架構(gòu)中，PowerPC在嵌入式領(lǐng)域具有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，其較高

2、的數(shù)據(jù)處理能力和較低的散熱量正好滿足直升機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場景。
　　本論文來源于某直升機(jī)載防撞雷達(dá)的研制任務(wù)，該雷達(dá)要求數(shù)據(jù)處理平臺(tái)采用單板小型化架構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)低功耗、輕小型化設(shè)計(jì)的同時(shí)，完成雷達(dá)數(shù)據(jù)處理任務(wù)。任務(wù)要求數(shù)據(jù)處理平臺(tái)具備較高的運(yùn)算能力，能夠?qū)崟r(shí)處理電力線和障礙物識(shí)別算法，并具備一定的擴(kuò)展性，能勝任下一代防撞雷達(dá)數(shù)字地圖疊加處理算法。結(jié)合以上需求，采用IBM公司的高性能PowerPC處理器MPC8536，設(shè)計(jì)一個(gè)通

3、用的嵌入式雷達(dá)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。平臺(tái)具備以太網(wǎng)、ARINC429、USB、PCI-E、PCI和RS422等接口，能夠?qū)崿F(xiàn)與雷達(dá)其余設(shè)備的互聯(lián)互通，并運(yùn)行Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
　　本文以工程化的設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，以高速PCB設(shè)計(jì)和PowerPC+Linux架構(gòu)理論為基礎(chǔ)，詳細(xì)描述了平臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì)過程，并對(duì)實(shí)際平臺(tái)性能做出量化評(píng)估。硬件設(shè)計(jì)方面，對(duì)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的功能進(jìn)行了劃分，闡述了進(jìn)行高速信號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的布局、布線準(zhǔn)則，結(jié)合

4、結(jié)構(gòu)和散熱設(shè)計(jì)要求，使用MENTOR軟件完成了硬件的原理圖和PCB設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)方面，完成了嵌入式Linux移植的整個(gè)過程，包括交叉編譯平臺(tái)的搭建、U-boot的移植、操作系統(tǒng)的移植和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的編寫。
　　目前國內(nèi)外的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)多采用DSP或單DSP多核架構(gòu)，這種架構(gòu)由于缺乏操作系統(tǒng)支持，編程難度較大，程序移植性較差?；赑owerPC的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)，簡化了數(shù)據(jù)處理算法的移植過程，為編程人員提供了簡易的操作環(huán)境，調(diào)試