[發(fā)明專利]基于VPX平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710323773.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN107167773B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳永亮;胡哲;周世平;侍偉偉;李芬芬;韓建莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42235
• 代理人: 樊黎

本發(fā)明公開了基于VPX平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法，所述處理系統(tǒng)，運(yùn)行于VPX處理機(jī)內(nèi)，所述系統(tǒng)包括混合通信板，集成多通道AD/DA和Virtex?7 FPGA處理器，用于調(diào)頻波形控制、信號(hào)采集及相應(yīng)的信號(hào)前級(jí)預(yù)處理工作，并進(jìn)行雷達(dá)工作時(shí)序控制；通用信號(hào)處理板，集成多片多核DSP6678處理架構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算，即采用由多處理器構(gòu)成的并行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高處理能力。利用基于VPX架構(gòu)的通用加固計(jì)算機(jī)來(lái)構(gòu)建通用性和可擴(kuò)展能力好的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，采用由多處理器構(gòu)成的并行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高處理能力，該雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)兼具體積小、結(jié)構(gòu)緊固、散熱性好的特點(diǎn)，使雷達(dá)信號(hào)處理模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在多種雷達(dá)模式應(yīng)用背景下功能一體化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于VPX平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)一般是根據(jù)特定的任務(wù)需求選擇合適的硬件架構(gòu)，定制化設(shè)計(jì)出專用的信號(hào)處理板以完成雷達(dá)信號(hào)處理工作。由于信號(hào)處理的任務(wù)不同，因此設(shè)計(jì)出的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)差異較大且不能相互兼容，影響了系統(tǒng)的通用性和其擴(kuò)展能力。當(dāng)信號(hào)處理的應(yīng)用環(huán)境、實(shí)時(shí)性要求、系統(tǒng)規(guī)模、應(yīng)用算法等發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都需要重新設(shè)計(jì)且設(shè)計(jì)和驗(yàn)證周期較長(zhǎng)，不能滿足目前雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用日益復(fù)雜多樣和系統(tǒng)研制周期縮減的要求。

隨著精確制導(dǎo)飛行器的作戰(zhàn)任務(wù)需求和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境不斷變化，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境逐漸趨于復(fù)雜化且應(yīng)用模式日益多樣化。復(fù)雜多樣的使用環(huán)境和應(yīng)用模式需求要求雷達(dá)系統(tǒng)能夠靈活地配置資源、靈活地?cái)U(kuò)展功能并適應(yīng)各種雷達(dá)應(yīng)用模式(包括主動(dòng)雷達(dá)、被動(dòng)雷達(dá)、主被動(dòng)復(fù)合雷達(dá)、半主動(dòng)雷達(dá)應(yīng)用)，使雷達(dá)系統(tǒng)在多種應(yīng)用模式背景下功能實(shí)現(xiàn)一體化。這就對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展性能力的要求越來(lái)越高，需求也越來(lái)越迫切。

目前高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)一般采用DSP+FPGA架構(gòu)。DSP負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)通信和復(fù)雜應(yīng)用算法等；FPGA負(fù)責(zé)完成高速通信接口控制、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信號(hào)前級(jí)預(yù)處理等。雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)是個(gè)較為復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)且日益復(fù)雜的應(yīng)用需求要求處理系統(tǒng)具有大數(shù)據(jù)量的高速存取、高效傳輸和快速運(yùn)算能力。

VPX是由VITA組織制定的用以滿足惡劣環(huán)境下高可靠，高帶寬要求的下一代高級(jí)計(jì)算平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，模塊間定義了Serial RapidIO、PCI Express、Fobre Channel、InfiniBand、Hyper-transport、10Gb以太網(wǎng)等高速串行總線，傳輸速率高達(dá)30Gbps，并且具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和高速數(shù)據(jù)傳輸能力，因此基于VPX架構(gòu)的通用加固計(jì)算機(jī)是未來(lái)航空航天領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的發(fā)展方向，適用于構(gòu)建通用性和可擴(kuò)展能力好的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于VPX平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法，克服目前雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)通用性差和可擴(kuò)展能力不足的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的基于VPX平臺(tái)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，運(yùn)行于VPX處理機(jī)內(nèi)，VPX處理機(jī)包括綜控板、接口板、電源板、背板及體系架構(gòu)總線，綜控板和接口板結(jié)合實(shí)現(xiàn)VPX處理機(jī)與控制系統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)和天線前端通信，完成指令收發(fā)和解析、數(shù)據(jù)下傳和總體流程控制，電源板為系統(tǒng)提供各類供電電源，背板完成各板卡組件的拓?fù)溥B接，其特征在于：所述系統(tǒng)包括，

混合通信板，集成多通道AD/DA和Virtex-7FPGA處理器，用于調(diào)頻波形控制、信號(hào)采集及相應(yīng)的信號(hào)前級(jí)預(yù)處理工作，并進(jìn)行雷達(dá)工作時(shí)序控制；通過背板安裝于VPX處理機(jī)內(nèi)；

通用信號(hào)處理板，集成多片多核DSP6678處理架構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算；通過背板安裝于VPX處理機(jī)內(nèi)；

所述混合通信板和通用信號(hào)處理板內(nèi)包括含SOC芯片的集成SOC模塊組件，用于系統(tǒng)電源管控和系統(tǒng)管理；