基于G4平台的嵌入式VxWorks系统在雷达信号处理中的应用

时间:2012-04-06来源:网络

在一个CP I周期内,第一个阴影部分表示当前节点前42个主触发周期内A /D采样完成后由FIFO的DMA传数到节点内存的时间,第二个阴影部分是后42个主触发周期内A /D采样完成后由FIFO的DMA传数到节点内存的时间,但是由于采用DMA传输方式,不会占用CPU处理时间(除了中断来时很短暂地打断CPU的处理) ,相邻节点的数据传输率比相对节点的传输率高。

任务划分

划分任务的原则是能够在每个CPI周期内实时的接收雷达终端控制命令,并能接收经过A /D采样的正交I、Q两路回波信号,最后及时地把处理完成后的目标信息数据传给雷达终端。节点1负责接收本节点的A /D采样数据和进行数字信号处理,并把处理后的目标信息数据和节点2、3和4传来的目标信息数据传到VME空间,通知雷达终端及时取走数据。因此在节点1 上划分为6个任务:从节点4接收A /D采样数据任务,优先级最高; 接收节点2、3和4的目标数据并能及时送给雷达终端的任务优先级较高, 3个任务的优先级相同;系统开机和模式转换时查询命令任务的优先级次高,能及时响应命令并能送给节点4,重新对ICS - 554进行新的工作模式的配置;信号处理任务的优先级最低,它能保证本节点数字信号处理完成的同时,不会影响其它任务的数据传输。

节点4主要完成管理ICS - 554 A /D数据采集和查询模式码。数据采集任务配置ICS - 554 AD传送采集后的数据到本节点和其它节点,并通知它们开始处理数据,该任务的优先级最高;模式切换任务在模式切换时,接收节点1发来的控制命令并根据模式码对A /D进行编程控制,该任务的优先级次高;信号处理任务保证节点4在接收到新的一帧数据来之前必须完成前一帧数据处理,每个CPI周期内,A /D每采集44个主触发周期的数据后,产生的中断要打断信号处理任务2次,造成该任务切换频繁,信号处理时间拉长,因此编写算法程序时一定要考虑节约处理时间,最后向节点1发中断请求,通过DMA方式把目标数据传给节点1,再传给雷达终端,该任务的优先级最低。

节点2和 3接收A /D 数据采集任务的优先级最高,并在此任务中查询模式码。信号处理任务的优先级最低,处理完成后的目标数据通过DMA方式传到节点1,再传给雷达终端。该雷达信号处理涉及多种工作模式,这里只介绍了一种简单工作模式任务划分,其它模式的任务划分不在此赘述。

开发中应注意的主要问题

在开发过程中,由于采用了RMP库,它与ICS -554的驱动程序冲突,导致ICS - 554不能正常工作,并且RMP库的通用性强,占用的系统资源多,实时性也相对较差。在实际应用中作者根据具体开发的需要充分利用G4节点间中断握手和共享内存的特点,开发了适合自己的节点间通信库,提高了资源的利用率并降低了通信时间,提高了数字信号处理实时处理能力。

数字信号处理库最好选用IXLibs- AV,该库和VSIPL库都针对MPC7410的AltiVec技术进行优化编写的。IXL ibs- AV 库函数涉及矢量运算更底层些,处理速度比VSIPL 更快,但对程序员的要求较高; VSIPL 库通用性较高,对程序要求低,但是处理速度较慢,并且在运行过程中, VSIPL 库有时会把G4板上引导FALSH中的引导程序冲掉,导致G4板不能启动。

节点间的通信尽量采用“写”方式,写数速度比读数速度快;并且往相邻节点写数速度比相对节点写数快, ICS - 554的DMA引擎从F IFO传输数据到本节点速度最快;节点间通信时避免总线冲突。

G4板上各个节点的处理程序最好是独立、不相同的,不但占有的系统资源少而且处理速度快; 4个节点处理程序既可以从节点1上的User Flash中引导,也可以从各自的User Flash中引导。G4板元器件密度大,发热量大, G4板的散热处理是平台稳定、可靠工作的前提条件。

结束语

通过G4硬件平台和抢占式多任务VxWorks实时操作系统的结合使用,成功地实现了某雷达系统的实时数字信号处理,这种解决方案也可在声纳、通信等要求极高的数字信号处理领域中推广使用。

1 2 3 4

关键词: G4硬件平台 多任务 VxWorks 信号处理

加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号:EEPW

或用微信扫描左侧二维码

相关文章

查看电脑版