专利名称：一种用于实时大气湍流参数计算的信号处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速数字信号处理系统，具体适用于自适应光学系统中大气湍流参数的实时在线计算。
背景技术：
自适应光学(Adaptive optics, AO)技术通过实时测量并校正由大气湍流引起的波前畸变，使得大型光学望远镜得到接近衍射极限的目标像，从而在天文观测领域得到广泛应用。大气湍流相干长度A (Fried常数)、扰动方差fff.^i、大气湍流相干时间τ ^、大气湍流外尺度Ltl、风速V从时间和空间客观地反映当前大气湍流的强度。由于大气条件变化较快，即使对于同一观测点，大气湍流参数会随时间变化而有较大起伏。因此，对于已建立的自适应光学系统，工作时实时跟踪监测大气参数能提供湍流的空间和时间特性，能为客观评估系统的工作性能提供依据。利用自适应光学系统工作过程中的残余斜率数据和电压数据可以计算大气湍流参数。算法可参考2006年12月发表在《光电工程》的一篇论文，题为《基于自适应光学系统闭环数据的大气相干长度的计算》，张昂著；以及发表在《Appl. 0pt))2004年第6期的一篇 ifet，IS为〈〈NAOS on-line characterization of turbulence parameters and adaptive optics performance》，T Fusco等著。简单表述如下自适应光学系统闭环工作时，根据每一帧Hartmarm-Shack波前传感器测量的残余斜率和变形镜驱动电压可计算Ns阶krnike模式系数，用矩阵形式表示
权利要求
1.一种用于实时计算大气湍流参数的信号处理系统，其特征在于它包括接口电路(1)、主处理器( 、协处理器C3)、存储器控制电路(4)、存储器电路(5，6)；自适应光学系统闭环工作过程中获得的哈特曼波前探测残余斜率数据和变形镜驱动电压数据输入到接口电路(1)的数据输入端，接口电路(1)的数据输出端连接协处理器C3)的数据输入端，协处理器(3)的数据输入输出端连接存储器控制电路的第一数据输入输出端，存储器控制电路的第二数据输入输出端接存储器电路(5，6)的数据输入输出端，存储器控制电路 (4)第三数据输入输出端连接主处理器O)的数据输入输出端。
2.根据权利要求1的用于实时大气湍流参数的信号处理系统，其特征在于协处理器 (3)为硬件阵列处理器，阵列处理器由数据总线、χ个乘累加处理单元PEfPEx、χ个单口输出存储模块RAM1-RAMx组成，χ个乘累加处理单元PE1-PEx的数据输入输出端均与数据总线相连，每个乘累处理单元的矩阵元素输入端口连接相同下标的RAM的数据输出口。
3.根据权利要求1的用于实时大气湍流参数的信号处理系统，其特征在于主处理器(2)包括可编程通用处理器。
4.根据权利要求1的用于实时大气湍流参数的信号处理系统，其特征在于主处理器 (2)和协处理器C3)之间以流水线的方式工作；协处理器(3)的阵列处理器中各处理单元并行工作。
5.根据权利要求1的用于实现自适应光学系统实时大气湍流参数的信号处理系统，其特征在于主处理器( 和协处理器( 之间通过存储器控制电路(4)对共享的多个单端口存储器电路(5，6)进行乒乓式读写来交换数据。
全文摘要
一种用于实时大气湍流参数计算的信号处理系统，以通用可编程处理器作为主处理器(2)进行计算，并以具有硬件处理阵列的协处理器(3)加速计算密集部分，通过多处理单元的并行计算来保证计算的实时性。主处理器(2)和协处理器(3)之间通过存储器控制电路(4)对共享存储器电路(5，6)的乒乓读写的方式交换数据。该处理系统具有很高的计算吞吐能力，能在自适应光学系统工作过程中实现大气湍流参数的在线计算，具有很好的实时性，大大地提高大气湍流参数的计算频率。并且具有很高的集成度和通用性，从而促进装置的小型化和兼容性，节省了硬件成本。
文档编号G01M9/08GK102353514SQ20111024533
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者李梅, 母杰, 郑文佳 申请人:中国科学院光电技术研究所