专利名称：一种多波段sar图像处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于信号处理与分析技术领域，具体涉及一种基于多DSP并 行的多波段SAR图像实时处理装置。
背景技术：
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar-SAR)是一种高分辨率成像雷
达，它具有全天候，多波段，多极化，多视角数据获取能力及对一些地物的 穿透性能。因此对SAR图像处理技术的研究在军事和民用上都有重要的现实 意义。
目前，实现图像处理的主要方式有在通用计算机上用软件实现图像处 理；在通用计算机系统中加入专用的加速处理模块；利用通用单片机；利用 专用DSP芯片；利用通用可编程DSP芯片；专用ASIC芯片。
在众多图像处理方式中，常用软件实现图像处理，但此种方式要占用CPU 几乎全部的处理能力，速度相对较慢，不适于实时处理，需要对其加以改进； 在通用计算机系统中加入专用的加速处理模块不适于嵌人式应用，专业性较 强，应用受到限制；利用通用单片机适于数字控制等不太复杂的数字信号处 理，不适合计算较大的图像数据处理；利用专用DSP芯片因为采用的是专用 DSP芯片，故其应用范围受限，系统不够灵活，无法进行算法的升级与更新; 专用ASIC芯片针对一种特定应用可以达到最高的处理速度，但设计周期长， 成本风险高；通用DSP适用于各种数字信号实时处理，可编程能力强，具有 高速的数据输入输出能力，体积小，功耗低，其中并行数字信号处理器带有 高速通信口，可以达到较高的并行效率，并具备浮点处理能力，成为目前图 像处理系统的最佳选择。
传统的单处理机系统受到VLSI器件开关速度，连线延迟以及VLSI理论 特征尺寸的限制，运算速度的提高变得越来越困难。因此，满足对运算速度的巨大需求的SAR图像实时处理只能通过并行处理技术来实现。组成并行处 理机的三个要素是处理单元，并行处理机网络结构，并行算法程序和任务 分配方法。其中并行处理机网络结构对并行处理系统性能起着至关重要的作 用。目前为止，基于多DSP的互联技术大致经历了三代协议
第一代互联协议:典型特征是基于总线形式的互联技术，如ISA. PCI. VME 等技术；
第二代互联协议:典型特征是点对点互联、基于电路交换、并行传输和非
LVDS电平，如1^06￥^/1^06++等；
第三代互联协议:典型特征是点对点互联、基于包交换、并行/串行传输、 LVDS电平，如inf iniband， Star Fabric, RapidIO等。
第一代互联协议是基于共享总线形式的，多个DSP之间通过PCI桥连接 到系统总线上，由于多个DSP共享数据传输通道，容易造成访问冲突，适合 传输数据量较小的控制信号；第二代和第三代互联协议采用了分布式的网络 结构，每个DSP独自占有RAM，两个DSP构成一簇，不同DSP簇之间采用交 换机进行数据交换，由于采用分布式网络结构，缓解了总线压力，提高了 DSP 之间的数据传输速度。与第二代互联协议相比，第三代采用单端信号传输模 式代替单端信号传输，由于采用恒流源驱动模式，具有不易产生尖峰，线上 噪声小，电磁辐射低和低功耗的特点，在高速实时信号传输中得到广泛的应 用。
发明内容
本实用新型的目的针对现有技术存在的不足，提供一种基于多DSP并行 的多波段SAR图像处理装置。该装置可扩展，可剪裁，能够实现多波段SAR 图像去噪，融合，配准等功能。
本实用新型包括主控模块、图像处理模块、图像接入模块。 图像处理模块包括滤波板、配准板、融合板；每个板上设置有一个FPGA 芯片，两个DSP芯片分别与FPGA芯片信号连接；滤波板上的FPGA芯片与图 像接入模块信号连接，配准板上的FPGA芯片与滤波板上的FPGA芯片信号连接，融合板上的FPGA芯片与配准板上的FPGA芯片信号连接；CRT显示器与 主控模块信号连接；滤波板的一个DSP芯片、配准板的一个DSP芯片、融合 板的一个DSP芯片以及图像接入模块和主控模块分别连接到CPCI总线。
本实用新型利用共享总线型互联网络和分布式网络各自的特点，有效解 决了多DSP共同访问造成的链路堵塞问题，提高了数据链路的利用效率，从 而使SAR图像并行处理机的性能达到最优。
图1本实用新型结构示意图具体实施方式
如图1所示，本实用新型结构包括图像接收模块l、图像处理模块5、 主控模块7。图像处理模块5包括滤波板2、配准板3、融合板4;滤波板2 上设置有一个FPGA芯片2-2， FPGA芯片2-2分别与第一 DSP芯片2-1和第 二 DSP芯片2-3信号连接；配准板3上设置有一个FPGA芯片3-2， FPGA芯 片3-2分别与第三DSP芯片3-1和第四DSP芯片3-3信号连接；融合板4上 设置有一个FPGA芯片4-2， FPGA芯片4-2分别与第五DSP芯片4-1和第六 DSP芯片4-3信号连接。
滤波板上的FPGA芯片与图像接入模块信号连接，配准板上的FPGA芯片 与滤波板上的FPGA芯片信号连接，融合板上的FPGA芯片与配准板上的FPGA 芯片信号连接；图像接入模块、图像处理模块和主控模块分别两两信号连接。 CRT显示器6与主控模块信号连接。
滤波板、配准板、融合板采用基于CPCI总线8的6U板卡结构，以方便 进行系统扩展和重构； 一方面主控模块可以通过CPCI总线将控制字发送到 系统的各个子块中去，同时处理单元也可以将处理结果通过CPCI总线回送 到主机。
图像接入模块采用光纤接口实现两个波段SAR图像的接入，同时通过板 间高速数据通道LVDS传送给图像处理模块进行后续处理，原始SAR图像还 可以通过CPCI总线直接发送到主控模块进行显示。图像处理模块是整个融合处理机的核心模块，主要包含三块物理结构相
同的通用并行处理板卡，依次分别完成双波段SAR图像的滤波、配准和融合 流程。上述三块处理板卡采用双DSP+FPGA结构，FPGA通过EMIF接口分别与 两片DSP相连，其中每个DSP负责一个波段的滤波、配准和融合；FPGA在滤 波板卡、配准板卡和融合板卡中所起的作用不尽相同，在滤波板卡和配准板 卡中，FPGA仅仅实现板间互联接口，而没有担任算法计算任务；但是在融合 板卡中，FPGA具有双重身份，同时具有以上两种功能。在滤波板卡和配准板 卡中每个DSP负责一个波段的滤波和配准，两路SAR图像并行处理；在融合 板卡中每个DSP进行相应处理之后送给FPGA做最后的融合处理。滤波板卡、 配准板卡和融合板卡之间通过高速的板间通道进行互联，最后将图像处理的 结果通过CPCI总线回送主控模块并显示。
权利要求1、一种多波段SAR图像处理装置，包括主控模块、图像处理模块、图像接入模块，其特征在于图像处理模块包括滤波板、配准板、融合板；每个板上设置有一个FPGA芯片，两个DSP芯片分别与FPGA芯片信号连接；滤波板上的FPGA芯片与图像接入模块信号连接，配准板上的FPGA芯片与滤波板上的FPGA芯片信号连接，融合板上的FPGA芯片与配准板上的FPGA芯片信号连接；CRT显示器与主控模块信号连接；滤波板的一个DSP芯片、配准板的一个DSP芯片、融合板的一个DSP芯片以及图像接入模块和主控模块分别连接到CPCI总线。
专利摘要本实用新型涉及一种多波段SAR图像处理装置。传统技术采用的单处理机运算速度较慢，无法满足处理要求。本实用新型包括主控模块、图像处理模块、图像接入模块；图像处理模块的滤波板、配准板、融合板上分别设置有一个FPGA芯片，两个DSP芯片分别与FPGA芯片信号连接。滤波板上的FPGA芯片与图像接入模块信号连接；CRT显示器与主控模块信号连接；滤波板、配准板、融合板的一个DSP芯片以及图像接入模块和主控模块分别连接到CPCI总线。本实用新型利用共享总线型互联网络和分布式网络各自的特点，有效解决了多DSP共同访问造成的链路堵塞问题，提高了数据链路的利用效率，从而使SAR图像并行处理机的性能达到最优。
文档编号G01S13/90GK201373916SQ20092011590
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月16日 优先权日2009年3月16日
发明者张宏科, 林岳松, 邵根富, 郭云飞, 陈华杰 申请人:杭州电子科技大学