基于ADSP—TS2O2的高性能字脉冲压缩实现
2.3 软件设计
TS202的软件设计主要包括初始化程序,外部中断响应程序和DMA中断响应程序,其中DMA中断电感器生产响应程序是核心。初始化程序完成TS202的初始化,包括总线设置,中断响应设置,LINK口传输模式设置,FLAG设置等。FPGA完成数据格式转换后产生一个外部中断给DSP,DSP DSP响应外部中断并调用外部中断响应程序,其功能是通过DMA通道把数据读入DSP的内存。数据读取完毕后,产生一个DMA中断,DSP响应该中断并调用DMA中断响应程序,其主要功能是进行FFT、IFFT等运算,完成脉冲压缩,并设置好LINK口DMA通道的控制寄存器,将脉压后的数据输出。图3是整个程序的流程图。
2.4 系统测试
雷达前端接收机接收一一个脉冲重复周期200us的线性调频脉冲串信号,每一个脉冲的采样插件电感器点数为1080,补零到2048点,每一个采样点都配置成32bit的复一体电感器数(实部、虚部各32bit)进行脉冲压缩处理。数据由FPGA向DSP内存转存数据的理论时间是20.48us,实际用时21.63us:ADSP-TS202完成2048点浮点复数FFT需要20667时钟周期,IFFT同样需要20667时钟周期,完成加窗的滤波器系数乘电源电感器法需要5400个时钟周期,当DSP芯片工作在500MHz时,则完成脉压的总时长为:(20塑封电感器667*2+5400)/500=93.47us;脉冲压缩处理后的数据以4位方式由LINK口输出至下一级DSP进行后续处理,LINK口时钟设置为500MHz,在LINK口时钟的上升沿和下降沿对数据进行锁存和驱动(所谓双倍数据率),一次脉压结果的输出需要2048×64÷(500×2×4)=32.78us。为了节省时间,数据输出可以和数据输入重叠起来进行,相邻两次的数据脉压互不影响,这一次脉压结果的输出可以在下一次数据输入的同时进行,数据输入和输出均采用DMA方式进行,不影响DSP内核的运行。数据输入至DSP和脉压完成共需要2 O.4 8+(20667*2+5400)/500=114us<200us,满足实时性要求。
系统采用14bit的AD采样,32bit浮点数字处理,使得有限字长效应可以忽略不计,FFT程序计算结果可以达到的精度,IFFT程序可以达到的精度,脉冲压缩结果的精度可以达到。可以看到,本脉冲压缩系统实现了高速、高精度的脉冲压缩,无论在脉压结果还是在实时性上都能满足设计要求。
3 结束语
基于TS202的数字脉冲压缩系统,所需外围器件少,电路设计简单,在以其为核心的处理机硬件平台上通过程序设计,进行FFT/IFFT运算及加权处理,可实现高速雷达信号的频域脉冲压缩处理。此外,这种通用结构可使用于很多高速实时处理的应用场合,具有广泛的推广应用价值。
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