复杂阵列信号实时处理系统架构研究

摘要

在诸如雷达、声呐、现代移动通信以及射电天文系统等应用中，通常需要对阵列信号进行实时处理，并且处理算法通常较为复杂，因而对系统的实时处理性能提出了较大挑战，本文正是针对复杂阵列信号实时处理系统架构进行研究，以一个通用雷达阵列信号实时处理系统的研究设计为基础，对目前一些主流的实时处理系统架构进行对比分析，最终选择合适本系统的架构进行系统设计，并根据系统需求计算系统资源消耗，确定系统的具体实施方案以及任务分配，为不同应用选取合适的处理架构以及系统设计方法提供参考。本文主要可分为一下四个部分：
　　第一部分，先给出一个需要实现的阵列信号实时处理系统应用案例，对其功能需求进行详细分析，得出系统需要达到的具体性能参数。
　　第二部分，是本文重中之重的内容，该部分主要针对目前主流的实时处理系统架构进行研究与对比分析。研究内容包括FPGA+DSP、FPGA+CPU以及CPU+GPU三种基本硬件架构，以及OpenVPX、VXI、CompactPCI Express、PXI Express四类模块化开放系统结构等两部分内容。
　　第三部分，根据第一部分中的需求分析及性能参数，结合第二部分的系统架构研究内容，选出一种适合本应用的系统架构方案——FPGA+CPU基本硬件架构、PCI Express总线互连和PXI Express模块化系统结构，并对系统功能模块进行选型及初步硬件设计。
　　第四部分，也是一个比较重要的部分，根据系统需要处理的具体内容，对系统的资源消耗以及实时性能进行评估，从而确定最终的任务分配和最合适的硬件模块及所需数量，最终完成系统设计，并对其中的一些处理流程进行了说明。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文内容安排

2 复杂阵列信号实时处理系统介绍

2.1 系统概述

2.2 系统需求分析

2.3 本章小结

3 复杂阵列信号实时处理系统架构研究

3.1 引言

3.2 阵列信号实时处理系统基本硬件架构

3.3 开放系统架构

3.4 本章小结

4 阵列信号实时处理系统硬件平台设计

4.1 系统硬件平台基本架构选择

4.2 功能模块设计与选型

4.3 系统总体硬件架构设计

4.4 本章小结

5 阵列信号实时处理系统资源评估及处理任务分配

5.1 引言

5.2 FPGA资源消耗评估

5.3 协处理器实时处理性能评估

5.4 阵列信号实时处理系统硬件架构及处理任务分配

5.5 系统性能测试

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献