[發明專利]基于DSP芯片的SAR成像系統中矩陣轉置方法

有效

• 申請號: 201310385864.5
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103412284A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王虹現;方午梅;邢孟道;錢宏博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/90
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及雷達數字信號處理技術領域中的一種基于數字信號處理器（Digital?Signal?Processor?DSP）芯片的合成孔徑雷達(Synthetize?Aperture?Radar?SAR)成像系統中矩陣轉置方法。本發明可用于對大規模雷達回波數據進行快速轉置，以解決合成孔徑雷達成像實時性要求和存儲資源的不足。

背景技術

雷達回波數據矩陣轉置數據量大，實時性要求高，但實際情況下處理存儲空間緊缺，所以如何在有限存儲空間中實現大規模矩陣的快速轉置方法成為亟待解決的問題，這也為實現實時SAR成像奠定了基礎，

江蘇芯動神州科技有限公司申請的專利“一種矩陣轉置的方法”（公開號：CN102253925A，申請號：201010174342.7，申請日：2010年05月18日）中公開了一種矩陣轉置的方法。該方法首先將待轉置的矩陣劃分為子矩陣，然后按順序從一個子矩陣中每次取出一行數據并將取出的數據逐個放入寄存器中直至全部行數據放完，再按順序逐個讀取寄存器的數據放于轉置后矩陣的對應位置。該專利申請存在的不足是，由于寄存器空間太小，而利用此方法大規模矩陣轉置需要一塊很大的存儲空間，所以該方法不適用于大規模矩陣轉置運算。

電子科技大學申請的專利“合成孔徑雷達成像系統的矩陣轉置方法及轉置裝置”（公開號：CN103048644A，申請號：201210553860.9，申請日：2012年12月19日）中公開了一種合成孔徑雷達成像系統的矩陣轉置方法及轉置裝置。該方法首先對合成孔徑雷達回波矩陣數據輸入，然后對此矩陣進行分割及讀寫地址的生成，再將回波矩陣數據寫入SDRAM并回波矩陣數據讀入輸出緩存單元及回波矩陣數據的轉置輸出。該專利申請存在的不足是，SDRAM的數據的讀入和輸出速度都受總線的寬度約束，而矩陣轉置裝置需要在SDRAM中為中間變量開辟大存儲空間，所以每次數據搬移會耗費大量時間，這無法滿足矩陣轉置的實時性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提供一種針對雷達實時成像中大規模雷達回波數據矩陣的快速轉置方法，以實現在存儲空間緊缺的條件下完成實時雷達成像處理。

實現本發明的技術思路是：不開辟大存儲空間來存放矩陣轉置中間變量，將大規模雷達回波數據原始矩陣粗分塊，再將分塊的小矩陣進行細劃分，得到兩類單元小方陣，并用不同的方法對這兩類小方陣進行轉置處理，最后將轉置后的矩陣存儲在對應DDR3地址上。

實現本發明目的的具體步驟如下：

(1)橫向劃分原始矩陣：

將存儲于DSP芯片外部存儲空間中縱向連續的雷達回波數據原始矩陣，按照DSP芯片處理核的數目橫向均分為M個粗分矩陣。

(2)縱向劃分粗分矩陣：

將每個粗分矩陣縱向均分為N個初步方陣，得到粗劃分后的M×N個初步方陣。

(3)獲得單元小方陣：

將每個初步方陣細均分為多個大小與DSP內部存儲空間開辟的存放空間大小相等的單元小方陣。

(4)開辟存儲空間：

開辟四塊與單元小方陣大小相同的內部存儲空間地址。

(5)對單元小方陣分類：

將每一個初步方陣中位于對角線上的單元小方陣，劃分為對角單元小方陣類別，將位于非對角線上的單元小方陣，劃分為非對角單元小方陣類別。

(6)對角單元小方陣轉置處理：

6a)從對角單元小方陣類別中取一個對角單元小方陣；

6b)通過DSP芯片內部的直接存儲器指令，將所取的對角單元小方陣，從外部存儲空間地址中搬運到步驟（4）所開辟內部存儲空間地址中的一塊；

6c)對占用內部存儲空間地址中的對角單元小方陣進行轉置處理，轉置后存儲在已開辟的另一塊內部存儲空間地址中；

6d)通過DSP芯片內部的直接存儲器指令，將轉置后的對角單元小方陣，從內部存儲空間地址中搬運到該對角單元小方陣原存放的外部存儲空間地址中，釋放占用的內部存儲空間地址；

6e)判斷對角單元小方陣是否取完；若未取完，則執行步驟6a)；若取完，執行步驟(7)。

(7)非對角單元小方陣轉置處理：

7a)從非對角單元小方陣類別中，取兩個關于對角線對稱的非對角單元小方陣；

7b)通過DSP芯片內部的直接存儲器指令，將所取的兩個非對角單元小方陣，從外部存儲空間地址中搬運到步驟（4）所開辟的兩塊內部存儲空間地址中；