隨著電子計算機技術及電子設備的飛速發(fā)展,人們對數據的處理容量、處理速度以及工作平臺的實時監(jiān)控等性能的要求越來越高,從而使得高速、便捷、智能化的高性能數字處理設備成為當今電子設備的發(fā)展趨勢。
由于一些氣象雷達站一般地處環(huán)境與氣候惡劣的偏遠地區(qū)。雷達站內雷達信號處理系統(tǒng)的檢測與維修存在一定的難度。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障要進行檢修時,由于地理環(huán)境的限制,檢修在時間上會有一定的拖延,人們希望對于非硬件電路損壞的故障,能夠通過軟件平臺進行監(jiān)控,并通過軟件來及時對系統(tǒng)進行維護與系統(tǒng)恢復。該軟件設計的目的就是為了避開雷達系統(tǒng)存在著一定的機械性和不方便性的缺點來完善該雷達信號處理系統(tǒng)。該軟件利用VC++的友好界面來實現(xiàn)PC機、DSP、HSP(硬件信號處理器)之間通信的可視化,利用PC機最終監(jiān)控大氣雷達信號處理系統(tǒng)中的核心部件HSP。此外,還解決了特定外部設備與PC機之間的海量數據傳輸問題,實現(xiàn)了DSP與PC機之間的優(yōu)勢互補。此軟件平臺具有一定的通用性,可以通過主機選擇對不同的硬件系統(tǒng)的操作,下載不同的數據處理算法到DSP芯片中等,同時也可為其它不同型號DSP芯片開發(fā)軟件平臺提供一定參考。該軟件構建了一個界面友好、實時性強、操控方便的信號處理系統(tǒng),簡化了測試人員的工作,同時降低了系統(tǒng)檢修的頻率,雷達信號處理器的性能得到了比較大的提高。
1 系統(tǒng)硬件組成及功能
整個系統(tǒng)的硬件結構,如圖1所示,其中核心部件主要有:硬件信號處理器(Hardware SignalProcessing,HSP)、Daytona板及PC機。HSP主要完成中頻I/Q數據采集、接收機、發(fā)射機控制以及定時信號產生等功能,其性能的好壞直接影響到整個雷達系統(tǒng)的正常運行。
Daytona板是Spectrum公司生產的DSP開發(fā)板,它的主要功能是對HSP采集的大量回波數據進行高速處理后并傳送給PC機,同時處理來自PC機的數據并傳送給HSP,它主要由以下幾個部分組成:兩片TMS320C6701 DSP、3片hurricane橋、一片DEC21153 PCI橋、3塊I/O接口芯片(PEMSites、PMC Sites以及DSP-LINK3)、一片主機接口芯片HPI、128 k×32-bitSSRAM、4 M×32-bitSDRAM以及8 k×32-bit雙口RAM等,其硬件結構,如圖2所示。
2 基于VC++平臺的軟件設計
該軟件平臺的目的用軟件來模擬一塊基于PC機的硬件信號處理定時板卡,此硬件信號處理定時板卡是中國新一代多普勒氣象雷達CINRAN CA和CINRAN CB系統(tǒng)核心部件之一,這就可以避開雷達系統(tǒng)存在一定的機械性及不方便性的缺點。該平臺的主要功能是對Daytona板和HSP(硬件信號處理器)進行測試和控制。
2.1 軟件設計思想
HSP接收并處理來自A/D變換器的數據,然后送往由雙C6X DSP芯片構成的Daytona板進行處理。由兩片DSP芯片來處理來自于HSP的大量的回波數據,不僅提高了數據的處理速度,而且在存儲容量上也有一定的提高。經DSP芯片處理后的數據可以通過PCI總線存儲到PC機中,也可以通過DSP芯片來編寫無損壓縮算法將大量的I/O數據處理后進行壓縮,然后再存儲到PC機或者DSP中,這樣可以充分運用PC機平臺上豐富的軟件和硬件資源完成目標顯示、數據融合、參數設置等任務。該軟件利用VC++的友好界面顯示HSP的工作狀態(tài),通過發(fā)中斷命令來實現(xiàn)PC機對HSP的控制與監(jiān)測,從而實現(xiàn)了PC機與DSP、HSP之間的通信;同時,通過調用Daytona板的相關軟件,實現(xiàn)兩片DSP芯片之間的數據傳送及中斷等。[!--empirenews.page--]
2.2 軟件設計的步驟
2.2.1 PC機與DSP之間的通信
PC機通過依次調用主機應用程序庫(ALIB_HOST)、內核接口庫以及設備驅動程序來和Daytona板中的DSP芯片進行通信;DSP首先調用C6X應用程序庫(ALIB_C6x)中的FTC6x_Init()函數對其進行初始化、設置外部存儲器的等待狀態(tài)以及頁面寄存器的配置等,然后通過調用DSP用戶程序實現(xiàn)與PC的通信。整個通信過程,如圖3所示。
2.2.2 Daytona內部兩片DSP之間通信過程
實現(xiàn)了PC機監(jiān)控HSP、控制HSP的工作時序、監(jiān)控HSP系統(tǒng)是否正常工作等。同時可以將DSP處理后的數據存儲到PC中。
3 結束語 |
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