一种基于dsp和fpga的双波束点迹数据处理装置及其处理方法

文档序号:9596427
一种基于dsp和fpga的双波束点迹数据处理装置及其处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一次雷达领域,特别涉及一种基于DSP和FPGA的双波束点迹数据处理
目.ο
【背景技术】
[0002]点迹数据处理是现代雷达信号处理和数据处理相融合的产物,现行雷达一部分没有专用的点迹数据处理功能,另一部分直接将信号处理经过脉压、滤波后的回波数据参数送给终端显示,目标分裂严重、而且精度不高,同时其中包含大量气象杂波、地物杂波、噪声等引起的虚假目标,影响目标的观察;即使有专用的点迹处理系统,较多运行于嵌入式计算机或PC平台,设备成本较高、开发代价大、通用性要求差。

【发明内容】

[0003]本发明为了克服上述现有技术的不足,提供了一种基于DSP和FPGA的双波束点迹数据处理装置,本装置具有专用的点迹数据处理功能,而且结构紧凑、可靠性高、处理速度快、成本低廉。
[0004]为实现上述目的,本发明采用了以下技术措施:
[0005]一种基于DSP和FPGA的双波束点迹数据处理装置,包括信号处理模块和控制时序模块,所述信号处理模块分别通过第一板间链路口、第二板间链路口接收高、低波束回波信号的数据信息,所述信号处理模块与控制时序模块之间双向通信连接,所述信号处理模块与存储器模块之间双向通信连接,所述控制时序模块分别与存储器模块、外部端口模块之间双向通信连接,所述存储器模块与外部端口模块之间双向通信连接。
[0006]优选的,所述信号处理模块包括如下组成部分:
[0007]第一 DSP芯片,用于接收来自第一板间链路口的高波束回波信号的数据信息,并将接收到的高波束回波信号的数据信息进行点迹凝聚处理,形成高波束一次点迹数据送给第四DSP芯片,所述第一 DSP芯片与第一板间链路口之间双向通信连接,所述第一 DSP芯片与存储器模块之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第一 DSP芯片分别与第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片之间双向通信连接;
[0008]第二 DSP芯片,用于接收来自第二板间链路口的低波束回波信号的数据信息,并将接收到的低波束回波信号的数据信息进行点迹凝聚处理,形成低波束一次点迹数据送给第四DSP芯片,所述第二 DSP芯片与第二板间链路口之间双向通信连接,所述第二 DSP芯片与存储器模块之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第二 DSP芯片分别与第三DSP芯片、第四DSP芯片之间双向通信连接;
[0009]第三DSP芯片,用于接收所述第四DSP芯片发送来的单一点迹数据,并对所述单一点迹数据进行点迹跟踪,存储前3帧单一点迹数据,根据前3帧的单一点迹数据预测出当前单一点迹数据的点迹参数,即当前模拟单一点迹数据,然后将当前模拟单一点迹数据发送给第四DSP芯片,所述第三DSP芯片与存储器模块之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第三DSP芯片分别与第四DSP芯片、控制时序模块之间双向通信连接;
[0010]第四DSP芯片,用于接收分别来自第一 DSP芯片、第二 DSP芯片的高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据,并将高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据进行点迹融合处理,形成单一点迹数据,将单一点迹数据发送至第三DSP芯片,然后接收来自第三DSP芯片的当前模拟单一点迹数据,所述单一点迹数据与当前模拟单一点迹数据在第四DSP芯片中进行点迹融合处理,最终形成的点迹数据发送至第三DSP芯片进行存储,并且由外部端口模块发送至终端显示,所述第四DSP芯片与存储器模块之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第四DSP芯片与控制时序模块之间双向通信连接。
[0011]优选的,所述存储器模块包括如下组成部分:
[0012]第一双口 RAM,分别与第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第一双口 RAM还分别与外部端口模块、控制时序模块之间双向通信连接;
[0013]第二双口 RAM,分别与第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片之间通过一根数据总线双向通信连接,所述第二双口 RAM还分别与外部端口模块、控制时序模块之间双向通信连接;
[0014]FLASH存储器,分别与第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片之间通过一根数据总线双向通信连接;
[0015]SDRAM存储器,分别与第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片之间通过一根数据总线双向通信连接。
[0016]进一步的,所述外部端口模块用于将最终形成的点迹数据发送至终端显示,所述外部端口模块包括第一外部端口和第二外部端口,所述第一外部端口的两个信号端口分别与第一双口 RAM、第二双口 RAM之间双向通信连接,第一外部端口的两个信号端口均与控制时序模块之间双向通信连接;所述第二外部端口的两个信号端口均与控制时序模块之间双向通信连接。
[0017]进一步的,所述第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片型号均为美国Analog Devices公司生产的TS1系列芯片。
[0018]进一步的,所述控制时序模块为FPGA。
[0019]本发明还同时提供了上述一种基于DSP和FPGA的双波束点迹数据处理装置的处理方法,即:
[0020]1)所述第一 DSP芯片、第二 DSP芯片分别接收来自第一板间链路口的高波束回波信号的数据信息、第二板间链路口的低波束回波信号的数据信息,第一 DSP芯片、第二 DSP芯片分别将接收到的高波束回波信号的数据信息、低波束回波信号的数据信息进行点迹凝聚处理;所述第一 DSP芯片、第二 DSP芯片的内部程序首先初始化第一 DSP芯片、第二 DSP芯片内部的寄存器以及缓存区,进入主程序后判断第一 DSP芯片、第二 DSP芯片的状态是否改变,若状态改变则继续初始化第一 DSP芯片、第二 DSP芯片内部的缓存区,若状态未改变判断所述第一 DSP芯片、第二 DSP芯片内部的进数缓存区是否进完数据,若进数缓存区没有进完数据,则返回主程序,直到所述进数缓存区进完数据为止,芯片内部程序分别对高波束回波信号的数据、低波束回波信号的数据进行频道筛选,剔除气象杂波、地物杂波、噪声形成的虚假点迹,筛选出真实的点迹,再分别对高波束回波信号的数据、低波束回波信号的数据进行距离凝聚,消除回波信号在距离上的延伸,对回波信号进行解速度模糊,可以准确估算出回波信号的速度,再分别对高波束回波信号的数据、低波束回波信号的数据进行方位凝聚,消除回波信号在方位上的延伸,最后将形成的高波束一次点迹数据和低波束一次点迹数据发送至第四DSP芯片进行点迹融合处理。
[0021]2)所述第四DSP芯片接收分别来自第一 DSP芯片、第二 DSP芯片的高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据,并将高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据进行点迹融合处理;所述第四DSP芯片的内部程序首先初始化第四DSP芯片内部的寄存器以及缓存区,进入主程序后判断高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据是否进入第四DSP芯片,进入第四DSP芯片后分别对高波束一次点迹数据、低波束一次点迹数据进行数据相关性处理,然后进行点迹融合处理,形成单一点迹数据,将单一点迹数据发送至第三DSP芯片,所述第三DSP芯片对所述单一点迹数据进行点迹跟踪,存储前3帧单一点迹数据,根据前3帧的单一点迹数据预测出当前单一点迹数据的点迹参数,即当前模拟单一点迹数据,然后将当前模拟单一点迹数据发送给第四DSP芯片,所述第四DSP芯片对单一点迹数据与当前模拟单一点迹数据再次进行点迹融合处理,最终形成的点迹数据由外部端口模块发送至终端显示,然后判断最终形成的点迹数据置信度是否最高,若最终形成的点迹数据最为真实,则将最终形成的点迹数据发送至第三DSP芯片进行存储,否则清空第三DSP芯片的点迹存储缓存区。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1)、本发明由四片DSP芯片和一片FPGA组成,第一 DSP芯片接收来自第一板间链路口的高波束回波信号的数据信息,第二 DSP芯片接收来自第二板间链路口的低波束回波信号的数据信息,并将接收到的数据信息进行点迹凝聚处理,处理后的数据送入第四DSP芯片进行点迹融合处理,第三DSP芯片接收来自第四DSP芯片的单一点迹数据进行点迹跟踪,本发明的第一 DSP芯片、第二 DSP芯片、第三DSP芯片、第四DSP芯片的内部软件的可移植性好,而且本装置
再多了解一些
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