[發(fā)明專利]雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010623105.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN111722191B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張重九;王馳;汪宗福;費(fèi)徳介;張平;楊為華;孫南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都匯蓉國(guó)科微系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L67/01
• 分類號(hào): H04L67/01
• 代理公司: 中國(guó)和平利用軍工技術(shù)協(xié)會(huì)專利中心 11215
• 代理人: 劉光德;彭霜

本發(fā)明提出一種雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)方法，包括：定義復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信成員；設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信報(bào)文；設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信協(xié)議數(shù)據(jù)類型；設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信模型。在雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)中采用本發(fā)明方法，可容易實(shí)現(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)及擴(kuò)展，將多種類型的通信節(jié)點(diǎn)消息通信規(guī)范化，可提高并行信號(hào)處理系統(tǒng)軟件的適應(yīng)性、項(xiàng)目研制的總體效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

自上世紀(jì)90年代以來，并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)一直是各大科研院所的技術(shù)研究熱點(diǎn)、難點(diǎn)，由于其具有并行、實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高端工業(yè)、武器裝備、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域，如脈沖多普勒雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)、合成孔徑雷達(dá)、4/5G通信基站、聲音導(dǎo)航與測(cè)距設(shè)備等。

常見的并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)一般由FPGA信號(hào)采集陣列+DSP計(jì)算陣列組成，其中FPGA信號(hào)采集陣列完成高頻模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的采樣，DSP計(jì)算陣列完成數(shù)字信號(hào)處理算法。為了滿足客戶的多種多樣的技術(shù)需求及應(yīng)用場(chǎng)景，并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)一般對(duì)安裝環(huán)境、實(shí)時(shí)性和可靠性要求極嚴(yán)，但實(shí)際產(chǎn)品受限于各類電磁環(huán)境干擾、電子器件穩(wěn)定性和老化等因素，因此必須從設(shè)計(jì)上有力保證技術(shù)可靠性。

在并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，存在預(yù)處理節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)、主控節(jié)點(diǎn)、顯控節(jié)點(diǎn)等多種類型的通信節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)均有不同類型的數(shù)據(jù)格式交換需求。因此，在信號(hào)處理系統(tǒng)軟件研制階段，通信協(xié)議數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)、多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換流程、更新/改進(jìn)/維護(hù)協(xié)議數(shù)據(jù)格式等任務(wù)幾乎占據(jù)了整個(gè)項(xiàng)目研發(fā)周期，如果研發(fā)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)不足，在一些系統(tǒng)復(fù)雜、周期較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)任務(wù)中，將嚴(yán)重影響項(xiàng)目的整體研制進(jìn)度和團(tuán)隊(duì)效率。

因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)方法，所述復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)包括模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊、通信主控節(jié)點(diǎn)模塊、通信計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊，所述模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊采集多路模擬信號(hào)，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊，所述預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊通過對(duì)接收的多路并行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，完成數(shù)字下變頻、數(shù)據(jù)抽取、脈沖壓縮的信號(hào)處理過程，轉(zhuǎn)發(fā)各類通信協(xié)議數(shù)據(jù)，所述通信計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊接收所述預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)，并完成數(shù)字波束合成DBF、雜波對(duì)消、恒虛警檢測(cè)CFAR、輸出目標(biāo)信息；所述通信主控節(jié)點(diǎn)模塊控制所述模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊、通信計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊工作，完成目標(biāo)信息數(shù)據(jù)幀上傳、控制命令下發(fā)、匯總計(jì)算結(jié)果；

所述雷達(dá)復(fù)雜信號(hào)處理機(jī)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)方法包括：

定義復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信成員，所述通信成員包括預(yù)處理節(jié)點(diǎn)模塊的一個(gè)通信主節(jié)點(diǎn)、通信主控節(jié)點(diǎn)模塊的一個(gè)通信主節(jié)點(diǎn)和通信計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊四個(gè)通信從節(jié)點(diǎn)；

設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信報(bào)文，所述通信報(bào)文由平臺(tái)軟件數(shù)據(jù)包頭、協(xié)議解析數(shù)據(jù)包頭、協(xié)議執(zhí)行數(shù)據(jù)包頭、可定義的用戶數(shù)據(jù)載荷共四個(gè)部分組成；

設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信協(xié)議數(shù)據(jù)類型，所述通信協(xié)議數(shù)據(jù)類型包括控制命令、狀態(tài)數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果、調(diào)試命令；

設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)，所述協(xié)議分層結(jié)構(gòu)包括三個(gè)工作空間，分別為平臺(tái)設(shè)備空間、協(xié)議棧空間、用戶空間，所述協(xié)議棧空間包括平臺(tái)抽象層、協(xié)議數(shù)據(jù)類型解析層、協(xié)議數(shù)據(jù)池、協(xié)議執(zhí)行層；

設(shè)計(jì)復(fù)雜并行數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的通信模型，所述通信模型包括單播、組播、廣播。