在线水声通信算法测试平台的设计与实现

发布时间：2020-09-07 11:36

　　随着海洋成为我国“十三五”前沿技术研发布局重点领域,水声通信和网络成为海洋科学研究的热点方向。针对水声通信算法研究和网络协议设计存在着计算机仿真和水声实验两种传统方法,但无论是计算机仿真,还是基于数据采集卡或水声MODEM的水声实验,都无法同时满足水声科研工作者所期望的测试数据准确、操作简单、验证便捷等特性。因此,本论文基于高性能异构多核处理器AM5728,集成水声数据采集模块,研发应用程序植入接口,建立一种在线水声通信算法测试平台,使得水声科研工作者并不需要关注测试平台的内部结构,只专注于算法本身,就能快捷地获得通过真实水声信道后的算法性能。“在线”即体现于水声数据采集模块的集成,“即时”获得水声数据,亦“即时”获得性能结果。如此算法验证方式不仅解决了计算机仿真水声信道模型抽象困难的问题,同时也缩短了算法研究周期。对于推动水声通信和网络发展进程具有重要的实践意义和参考价值。针对以上研究目标,本论文完成了如下四个研究内容:(1)系统软硬件架构设计。硬件上基于异构多核处理器AM5728并集成水声数据采集模块;软件上遵循平台的应用需求,分析与选取操作系统,规划系统软件组成模块与层次关系;(2)数据传输接口设计与实现。本文针对串行接口(SPI)主从模式控制方式的局限性,提出一种专用于测试平台的改进性SPI接口及协议,完成数据采集模块和多核处理器间的数据交换;(3)多核通信的研究与实现。基于AM5728处理器,结合OpenMP研究与实现两个ARM内核的同构并行,结合TlIPC与相关底层硬件驱动实现ARM内核与DSP内核的异构并行,提高了 AM5728的资源利用效率;(4)面向用户的应用程序植入接口研究。接口不需要用户深入理解测试平台的内部结构,只关注于应用程序的编辑;同时用户从此接口中获取算法性能评估结果。经过所建立OFDM水声通信系统测试,所建立测试平台稳定、可靠,完成了测试平台建设之研究目标。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.3

【参考文献】