航空管制雷达数字信号处理系统的设计与实现

摘要

信号处理是雷达系统的核心组成部分，负责完成雷达回波信号的数字化采样和后续的一系列信号处理，包括数字下变频、脉冲压缩、滤波、信号检测和目标凝聚等处理。随着高速实时信号处理硬件技术的发展，数字信号处理系统的集成度越来越高，以前一个机箱，甚至一个机柜的处理能力，现在通过一块电路板就能实现；系统运算能力也越来越强，现在的运算速度达到几十亿次/秒；数据交互能力越来越强，如RocketIO传输速度达到3Gbps以上。其设计一般以DSP芯片搭配FPGA为核心。TI公司于2011年推出了目前业界最高性能的8核定浮点数字信号处理器 TMS320C6678（以下简称 C6678），具有很高的定浮点运算能力，且具备高集成度和低功耗等优点，同时，C6678集成了RISC和DSP内核，具有特定功能的协处理器以及SRapidIO、PCI-E、GENET等高速串行接口模块，可接入基于交换的网络拓扑结构。
　　本论文采用 C6678为核心处理芯片设计了某信号处理模块。首先，针对某航空管制雷达对数字信号处理的技术要求，对信号处理系统架构、底层接口驱动开发和部分算法进行了详尽的讨论和研究；在此基础上研究基于 C6678的系统软硬件设计，包括主要外围电路设计、高速信号处理布局布线、C6678与 FPGA间的通信协议、数据的高速传输与存储、多核间的任务分配机制、C6678与单核及FPGA的运算性能优势对比等；最后研究了工程实现上的一些实际问题。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文的研究工作

第二章 某航管雷达信号处理系统的研究和应用

2.1前言

2.2信号处理系统的工作原理和算法仿真

2.3本章小结

第三章 信号处理系统硬件设计

3.1信号处理运算板

3.2信号处理采集板

3.3母板

3.4电源要求及功耗分析

3.5信号处理系统主要器件介绍3.5.1 DSP

3.6信号处理系统印制板设计

3.7 C6678相关电路设计

3.8本章小结

第四章 信号处理系统软件设计

4.1实现方法

4.2 DSP相关程序设计

4.3 FPGA相关程序设计

4.4本章小结

第五章 工程实现与应用

5.1系统调试

5.2系统试验

5.3系统联调

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果