基于多核DSP的合成孔径雷达欺骗式干扰实时产生技术
发布时间：2020-07-18 22:58
【摘要】：如今外军星载、机载SAR对我国军事侦察日趋频繁,对我国造成了严重的威胁。在电子战系统中,保证大场景回波产生的实时性,是实现对SAR有效干扰的主要难点。然而SAR的过顶成像时间只有几秒,且每次需要进行有效掩护的面积较大,单核DSP已远远不能满足其对运算速率的巨大需求。而多核DSP由于其优秀的性能/成本、性能/功耗比成为了突破计算速率瓶颈的有效解决方法。首先,本文提出并实现了一种先进、高效、可重构的多核DSP软件架构。该架构依据单一职责原则拆分任务的功能单元,实现了程序在三个维度上的并发;引入名称服务、控制反转等思想,解决了代码重用难、程序重构难等问题;应用循环链表与LUC算法实现了一种多核动态流水任务调度系统。该架构适合性应用在功能复杂、性能需求高、维护升级频繁的军用信息系统中,支持异构的硬件下的代码重用。其次,本文提出了一种基于多核DSP的星载SAR欺骗式干扰信号实时产生算法的优化方法。引入了哈希查找表方法、动态/静态计算分离方法,实现了高效的软件流水;采用了DSP指令执行顺序优化、DSP指令并行逻辑优化,数据编码等手段,解决了代码抵消、缓存命中率低等影响计算效率的关键问题,将单核回波产生效率提升了近30倍,为实时产生SAR欺骗式干扰提供了技术手段。最后,基于并发架构与SAR欺骗式干扰实时产生算法,设计了工程实用的DSP软件,并详细描述了软件系统的功能、流程以及多板/多核的调度。通过内场实验验证了本文方法的有效性。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN974
【图文】：
产生虚假图像。然而欺骗式干扰计算复杂度高不易，即如何在不丢失脉冲的前提下完成大场景的实时计前提。与成像方面的研究成果相比，对合成孔径雷达硬件的实时计算相关研究，国内相关研究报道也较信号处理器（digital signal processor DSP）越来越广时信号处理领域。DSP 芯片一般可以在高度优化的代个指令可以并发执行。基于特有的指令集，DSP 芯片环及跳转的硬件支持，以及高速的处理中断的能力种储存器与高速接口，使其能够应用在广泛的领域用虚假图像干扰调制数据对截获的雷达信号进行时号的产生。通过对截获雷达信号的时域延迟，可调整置；通过对截获雷达信号的频移，来实现干扰信号在获雷达信号同时进行延迟和频移，可实现干扰信号在移动。这样通过对多个散射点的时域或频域同时调
图 2- 4 中断选择器Figure 2-4 Interrupt selector[27]步机制及其适用场景了各个外设直接提供的中断响应处理功能，TMS320C6678 提供了机制，这些同步机制有些是直接硬件支持，有些是片上实时操IOS 提供，它们适用于不同的场景。S 旗语信号（OS Semaphores）：SYS/BIOS 支持 IDLE、Tasl、Swi、线程，线程内部也含有不同的优先级，OS 旗语信号用来支持各线享资源仲裁与任务同步。其本质是一个全局标志位，一般用于对临步。件旗语信号（Hardware Semaphores）：KeyStone I 架构提供 32 个硬号，由于资源有限并且大量原子操作效率很低，所以一般只用于核
37图 2- 5 DSP 片上内存与总线Figure 2-5 DSP on-chip memory and bus[31]而多核共享内存控制器 MSMC（multicore shared memory controller）提供了不同片上内存间的数据转运工作。如下图所示，MSMC 为了核心（CorePac）、线（TeraNet）、EMIF 都提供了接口，MSMC 还提供了内存保护与地址拓展功 MAXP（memory protection and address extension），为用户提供了一个线性虚内存空间，与内存映射寄存器技术 MMR（memory mapped register）技术一起除了中断处理流程 ISR（interrupt service routine）以外的 DSP 应用提供了纯 C言寻址的能力。此外 MCMC 还负责管理片外的被动内存空间如共享内存、DDR 等[39]。共享
本文编号：2761545
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN974
【图文】：
产生虚假图像。然而欺骗式干扰计算复杂度高不易，即如何在不丢失脉冲的前提下完成大场景的实时计前提。与成像方面的研究成果相比，对合成孔径雷达硬件的实时计算相关研究，国内相关研究报道也较信号处理器（digital signal processor DSP）越来越广时信号处理领域。DSP 芯片一般可以在高度优化的代个指令可以并发执行。基于特有的指令集，DSP 芯片环及跳转的硬件支持，以及高速的处理中断的能力种储存器与高速接口，使其能够应用在广泛的领域用虚假图像干扰调制数据对截获的雷达信号进行时号的产生。通过对截获雷达信号的时域延迟，可调整置；通过对截获雷达信号的频移，来实现干扰信号在获雷达信号同时进行延迟和频移，可实现干扰信号在移动。这样通过对多个散射点的时域或频域同时调
图 2- 4 中断选择器Figure 2-4 Interrupt selector[27]步机制及其适用场景了各个外设直接提供的中断响应处理功能，TMS320C6678 提供了机制，这些同步机制有些是直接硬件支持，有些是片上实时操IOS 提供，它们适用于不同的场景。S 旗语信号（OS Semaphores）：SYS/BIOS 支持 IDLE、Tasl、Swi、线程，线程内部也含有不同的优先级，OS 旗语信号用来支持各线享资源仲裁与任务同步。其本质是一个全局标志位，一般用于对临步。件旗语信号（Hardware Semaphores）：KeyStone I 架构提供 32 个硬号，由于资源有限并且大量原子操作效率很低，所以一般只用于核
37图 2- 5 DSP 片上内存与总线Figure 2-5 DSP on-chip memory and bus[31]而多核共享内存控制器 MSMC（multicore shared memory controller）提供了不同片上内存间的数据转运工作。如下图所示，MSMC 为了核心（CorePac）、线（TeraNet）、EMIF 都提供了接口，MSMC 还提供了内存保护与地址拓展功 MAXP（memory protection and address extension），为用户提供了一个线性虚内存空间，与内存映射寄存器技术 MMR（memory mapped register）技术一起除了中断处理流程 ISR（interrupt service routine）以外的 DSP 应用提供了纯 C言寻址的能力。此外 MCMC 还负责管理片外的被动内存空间如共享内存、DDR 等[39]。共享
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 陈粲;;星载SAR地面目标回波模拟的RTPC与2DFFT算法对比[J];科学技术与工程;2011年26期
2 雷州,徐志伟,祝明发;系统负载与并行程序运行时间的关系[J];计算机研究与发展;2000年07期
3 胡峰,胡保生;并行计算技术与并行算法综述[J];电脑与信息技术;1999年05期
相关博士学位论文 前1条
1 孙科林;基于多核DSP的实时图像处理平台研究[D];电子科技大学;2012年
相关硕士学位论文 前1条
1 寇福东;基于多核DSP的数字图像处理并行化方法研究[D];北京理工大学;2015年
本文编号：2761545
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