基于AR1VI的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)研究

王樂(lè) 魏政 蘇楠

摘要：最近這些年以來(lái)，在技術(shù)迅速進(jìn)步和信息技術(shù)逐步提高的背景下，人類(lèi)對(duì)于信號(hào)的處理和數(shù)據(jù)采集方面也有了更加嚴(yán)格的需求，不只是要求效率高、精度高、及時(shí)性良好，還對(duì)設(shè)施智能化、便于攜帶和網(wǎng)絡(luò)化，人機(jī)交互頁(yè)面優(yōu)良等方面提出了一定的要求。但是以往設(shè)施無(wú)法符合這些需求，就這樣，人類(lèi)把ARM使用到雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)中，如此一來(lái)，就能夠提升響應(yīng)效率，還能夠減少資源浪費(fèi)情況。所以，本課題以ARM為基礎(chǔ)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)展開(kāi)一系列分析。論文在闡述嵌入式Linux操作系統(tǒng)的前提下，對(duì)該系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：ARM；雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)；嵌入式Linux操作系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）01-0062-01

0 前言

ARM系列處理器使用32位高性能微處理器，在目標(biāo)板上采用交又式開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)無(wú)需收費(fèi)的資源，防止操作系統(tǒng)底層設(shè)計(jì)過(guò)于龐雜，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象；廣泛采用SDRAM，能夠減少存儲(chǔ)環(huán)節(jié)中需投入的費(fèi)用，并且有著偏高的集成水平，能夠使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作更加簡(jiǎn)化，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少板外設(shè)，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象。所以，本課題對(duì)以ARM為基礎(chǔ)的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)展開(kāi)一系列分析。以期利用本課題的討論，為有關(guān)人員對(duì)該系統(tǒng)的分析提供借鑒意義。

1 基于ARM的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

針對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，體系平臺(tái)主要由核心板和基木板共同構(gòu)成，前者用于集成SamsungS3e24zox處理器和16M的FLASH，64M的SDRAM，進(jìn)而確保對(duì)系統(tǒng)的有效控制。后者基本用于集成各類(lèi)外設(shè)接口和能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和算法的處理器，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外圍電路的集成。

針對(duì)本系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行分析，主要是由CPU，F(xiàn)PGA和DSP與電源模塊共同構(gòu)成。

（1）PU模塊。CPU模塊不僅是組成系統(tǒng)硬件平臺(tái)的前提條件，還是其中的控制中心，能夠?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。CPU模塊主要分成處理器、存儲(chǔ)器、復(fù)位與電源監(jiān)測(cè)電路、通訊接口等，還涉及各種數(shù)據(jù)線、地址線以及控制線和I/0接口，其最為重要的作用就是控制操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程度等全部軟件的穩(wěn)定運(yùn)作。其中ARM處理器是CPU模塊的主要構(gòu)成部分，存儲(chǔ)模塊就是為了實(shí)現(xiàn)處理器對(duì)于各種數(shù)據(jù)信息的保存，通信接口模塊就是對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息做出保存處理。而人機(jī)交互功能，就是為了符合優(yōu)良的、人性化人機(jī)頁(yè)面關(guān)系的要求。針對(duì)該系統(tǒng)而言，該模塊包含LCD顯示屏和PS/2接口，能夠直觀展示圖形界面和所輸入的數(shù)據(jù)信息。

（2）DSP模塊。所謂DSP，主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的有效處理，從而對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)進(jìn)行不斷優(yōu)化的處理器。它不只是有著計(jì)算效率高、控制性能優(yōu)良的特征，還能夠?qū)?shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行有效處理。

（3）電源系統(tǒng)。ARM核工作電勢(shì)差達(dá)到1.8V，F(xiàn)PGA的核電勢(shì)差達(dá)到1.2V，DSP電勢(shì)差達(dá)到1.2V，I/0端電勢(shì)差達(dá)到3.3V>ATMEGA8基本使用SV的工作電勢(shì)差，因此對(duì)于核心板來(lái)說(shuō)，必須具備3.3V，2.5V和1.2V的電壓生產(chǎn)模塊。為了更好地符合上面一系列條件，本電源系統(tǒng)主要使用TPS4610，使用12V和SV的外設(shè)電源開(kāi)關(guān)。

1.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

由于嵌入式體系有著可裁剪的特征，其必須在特殊的硬件條件下對(duì)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作，所以首先需要構(gòu)建交叉編譯環(huán)境。針對(duì)這種系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其開(kāi)發(fā)工作主要包含：引導(dǎo)加載程序；Linux內(nèi)核；文件系統(tǒng)；用戶應(yīng)用程序。所以，需要對(duì)交叉編譯環(huán)境進(jìn)行有效構(gòu)建。

交又編譯環(huán)境能夠完成對(duì)嵌入式程序的有效編寫(xiě)、連接和調(diào)試的開(kāi)發(fā)環(huán)境，這種開(kāi)發(fā)環(huán)境普遍使用宿主機(jī)/目標(biāo)機(jī)形式。

在構(gòu)建交又編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境之后，實(shí)現(xiàn)對(duì)Bootloader的移植。有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的Bootloader移植包括兩類(lèi)不同方式：其一，對(duì)目前有著的Boot-oade進(jìn)行移植，就是基于目前硬件設(shè)備對(duì)Bootloader代碼做出優(yōu)化，有助于其達(dá)到使用要求。其二，就是基于嵌入式體系的硬件設(shè)施對(duì)相關(guān)代碼再次進(jìn)行編寫(xiě)。針對(duì)第二類(lèi)方式而言，所需投入的時(shí)間過(guò)多。普遍使用第一類(lèi)方式，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在簡(jiǎn)單便利、易于使用、開(kāi)發(fā)時(shí)間不長(zhǎng)等。另外，還必須實(shí)現(xiàn)嵌入式內(nèi)核的移植和程序的驅(qū)動(dòng)。

2 結(jié)語(yǔ)

本次所研究的系統(tǒng)有著較快的響應(yīng)效率，并且能夠減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象，所以有著十分廣闊的使用前景。本課題就是對(duì)基于ARM的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)加以分析，了解其中的軟硬件設(shè)計(jì)情況。以期利用論文的研究，為有關(guān)人員對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行研究提供參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 程榮剛，徐青，張林讓.雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018（04）：246-249.

[2] 史昊明，肖文.現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理及發(fā)展趨勢(shì)探討[J].通訊世界，2017（06）：155.

[3] 張玲玲，馬金輝，史莉娜，程超，張川川.現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)處理及其發(fā)展趨勢(shì)[J].信息與電腦（理論版），2017（14）：178-180.

[4] 沈佳波，施治國(guó).雷達(dá)信號(hào)處理軟件化設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（16）：58.

[5] 張繼喬.雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)及其發(fā)展的若干研究論述[J].黑龍江科技信息，2016（11）：88.

[6] 張正成，郭新民.某雷達(dá)信號(hào)處理分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（20）：50-51.

[7] 王飛，龍騰.圓錐掃描脈沖多普勒雷達(dá)信號(hào)處理[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào)，2006（02）：138-140.

Abstract：In the past few years， with the rapid advancement of technology and the gradual improvement of information technology， human beings have more stringent requirements for signal processing and data collection， not only requiring high efficiency， high precision， and good timeliness. The requirements for intelligent， portable and networked facilities， and excellent human-computer interaction pages are put forward. However， in the past， facilities could not meet these needs. In this way， humans used ARM in radar signal processing systems， which can improve response efficiency and reduce resource waste. Therefore， this topic carries out a series of analysis based on the ARM-based radar signal processing system. Under the premise of expounding the embedded Linux operating system， the paper makes a detailed analysis of the software and hardware design of the system.

Key words：ARM； radar signal processing system； embedded Linux operating system