雷达系统的数字信号处理及其芯片概述
0赞随着现代技术的迅速发展,可以适用于复杂环境的新体制雷达相继问世。由于现在的环境日趋复杂化,这就要求雷达在进行实时信号处理方面速度要快,运算能力要强可靠性要高。基于以上技术要求,现在主要采用DSP进行实时数字信号处理。在DSP应用的基础上,依靠其强大的运算功能不但增强了数据的处理能力,更为提高系统的其他性能指标提供了一种可行之路。利用DSP技术处理雷达信号一方面促进了现代雷达信号处理技术的发展,尤其是各种新型的DSP产品,对软件、外围接口技术和互连技术的良好支持;另一方面也使得实时信号处理的平台的结构更加优化。随着DSP芯片的种类的不多丰富以及型号的不多提升,DSP技术已经在雷达的应用技术方面有着越来越广泛的应用。
DSP可以利用硬件算术单元、片内存储器、哈佛总线结构、专用寻址单元、流水处理技术等特有的硬件结构,高速完成FFT、FIR、复数乘加、相关、三角函数以及矩阵运算等数字信号处理。以FIR滤波器的设计为例。FIR滤波器是雷达信号处理中常用设计之一。在动目标指示(MTI)或者动目标检测(MTD)中,采用FIR滤波器可以滤除杂波干扰,提高信噪比。在机载多普勒雷达中,为了抑制地杂波的干扰,采用了复杂的自适应滤波器组。在阵列信号处理以及波束形成中,需要进行数据校正及加权系数计算和控制,均需要大量的复数运算。这些复数加权滤波器、多普勒滤波器组或者矩阵运算归根到底是信号的乘法累加运算,均可根据不同算法的需要,采用DSP进行灵活编程实现。
USB54X EVM主要包含以下12个逻辑块,下面分别做简单的介绍。
①电源模块
USB54X EVM板的电源可以由USB接口提供,也可以由变压器通过SX1提供。SX2为板上电源选择开关,开关打到上是选择USB供电,开关打到下是变压器供电。当选择变压器供电时,开关SX3决定是否接通电源,D3电源指示灯。EVM板上的电源指示灯存在一个现象,如果EVM同仿真器是连接一起的,同时又采用变压器供电,则在首次上电后,即使把SX3关掉,D3指示灯不会熄灭,因为JTAG可以提供电源,实际上这时的系统是不能工作的。如果连接扩展板,并由评估板供电,则系统需要的电源功率会增加,可能超出USB接口提供的功率,此时扩展板应使用外接电源供电。板内的电源转换器实现+5V到+3.3V、+2.5及-5V的转换。
②存储器
EVM板上配置了64k-16bit、1等待周期的片外RAM,用作程序存储器。另外还配置了128K-8bit FLASH ROM用于启动时程序的自动装载(Boot Loading)。加上VC5410片内的64K-16bit RAM,板上共有384KB的存储器空间供用户使用。
由于DSP内部的并行结构,片内的存储器的运行速度和运行效率比片外存储器高,外部存储器的存取要受等待状态的影响。因此,对于速度有较高要求的子程序或者频繁使用的数据要放在片内。外部存储空间等待状态的产生,由软件等待状态寄存器(SWWSR)和软件等待状态控制寄存器(SWCR)控制,最多可以产生14个等到状态。要求多于14个等待状态是,就要通过硬件产生。评估板上电时的初始设置是7个等待状态。评估板访问外部程序存储器或数据存储器时,不通过READY信号产生等待状态,只用软件设置等待状态。
1) 程序存储器
程序存储器的配置方式,由DSP的引脚MP//MC(微处理器方式/微计算机方式)和处理器方式状态寄存器(PMST)中的OVLY(RAM OVERLAY)位确定。
2) 数据存储器
由于片外RAM配置为程序区,所以数据存储空间的配置比较简单,由PMST寄存器中的DROM(DATA ROM)位确定,如表3.2所示。片外FLASH ROM 的地址为:0X8000-0XFFFF,只用数据总线的低八位,用于八位方式的自动装载。128位的FLASH ROM用32K地址分四页进行访问,页地址由引脚BCLKR2和BCLKX2用软件方式提供,
