SAR成像實時處理平臺的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文結(jié)合雷達(dá)成像的研究背景，分析了成像處理系統(tǒng)的實際需求和新發(fā)展，提出并實現(xiàn)了一種新型合成孔徑雷達(dá)成像平臺的設(shè)計，用以滿足合成孔徑雷達(dá)實時成像的實時性、高分辨率和大數(shù)據(jù)量要求。
　　本設(shè)計采用了兩片DSP-TMS320C6678+FPGA+VPX架構(gòu)作為雷達(dá)成像處理平臺，與其他功能模塊的板卡通過VPX標(biāo)準(zhǔn)接口互聯(lián)，共同完成雷達(dá)系統(tǒng)的成像功能。成像處理平臺的DSP是TI公司新推出的高性能八核DSP-TMS320C6678，單核主頻高

2、達(dá)1.25GHz，支持定點(diǎn)和浮點(diǎn)高速運(yùn)算，具有三個獨(dú)立的DMA控制器，和豐富的內(nèi)存資源、外部存儲擴(kuò)展接口和多通道高速串行接口。在硬件設(shè)計方面，著重介紹了電源和時鐘模塊的設(shè)計，在滿足雷達(dá)成像平臺的功耗和時鐘需求前提下，減少板卡的功耗和體積。
　　接下來基于雷達(dá)成像處理平臺，對板卡上的高速接口進(jìn)行了詳細(xì)分析。本板卡的高速接口包括DDR3、Hyperlink、PCIe、SRIO和千兆以太網(wǎng)。首先介紹了高速接口的基本原理和互聯(lián)設(shè)計，再具體

3、的分析了接口通信軟件的配置和調(diào)試，最后對本設(shè)計的高速接口進(jìn)行速度測試和分析。此外，還介紹了板卡的普通接口如SPI和GPIO，并提出和實現(xiàn)了其具體的設(shè)計方案。
　　雷達(dá)成像處理平臺的軟件設(shè)計是利用成像處理板卡進(jìn)行雷達(dá)算法的實時成像。首先介紹了基本的距離多普勒雷達(dá)成像算法，并結(jié)合運(yùn)動補(bǔ)償和幾何失真校正對
　　該成像算法修正，得到適合于外場惡劣環(huán)境的多分辨率多模式的雷達(dá)實時成像算法。然后詳細(xì)分析了基于TMS320C6678的多核算

4、法映射和任務(wù)分配，在充分利用板卡實際資源的前提下，使雷達(dá)成像在實時性和分辨率上更加優(yōu)化。在整個軟件設(shè)計方面，不僅對程序的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的安排，也對子函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，子函數(shù)的優(yōu)化包括底層函數(shù)的優(yōu)化，存儲空間的合理分配以及同步和Cache一致性維護(hù)。最后對算法的時間進(jìn)行統(tǒng)計分析，在外場實驗中得到滿足各項指標(biāo)的成像結(jié)果。
　　本文從原理，實際設(shè)計和調(diào)試這幾方面詳細(xì)分析了雷達(dá)成像平臺的硬件設(shè)計，高速接口調(diào)試和算法軟件設(shè)計，完成后的成像