SAR成像实时处理平台的设计与实现.pdf

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1、SAR成像实时处理平台的设计与实现作者姓名方午梅学校导师姓名、职称邢孟道教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称奚玮研究员申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121409分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文SAR成像实时处理平台的设计与实现作者姓名：方午梅领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：邢孟道教授企业导师姓名、职称：奚玮研究员提交日期：2014年12月DesignandImplementationofSARImagingReal

2、-timeProcessingPlatformAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByFangwumeiSupervisor:XingmengdaoXiweiDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指

3、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保

4、留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要本文结合雷达成像的研究背景，分析了成像处理系统的实际需求和新发展，提出并实现了一种新型合成孔径雷达成像平台的设计，用以满足合成孔径雷达实时成像的实时性、高分辨率和大数据量要求。本设计采用了两片DSP-TMS320C6678+FPGA+VPX架构作为

5、雷达成像处理平台，与其他功能模块的板卡通过VPX标准接口互联，共同完成雷达系统的成像功能。成像处理平台的DSP是TI公司新推出的高性能八核DSP-TMS320C6678，单核主频高达1.25GHz，支持定点和浮点高速运算，具有三个独立的DMA控制器，和丰富的内存资源、外部存储扩展接口和多通道高速串行接口。在硬件设计方面，着重介绍了电源和时钟模块的设计，在满足雷达成像平台的功耗和时钟需求前提下，减少板卡的功耗和体积。接下来基于雷达成像处理平台，对板卡上的高速接口进行了详细分析。本板卡的高速接口包括DDR3、Hyperlin

6、k、PCIe、SRIO和千兆以太网。首先介绍了高速接口的基本原理和互联设计，再具体的分析了接口通信软件的配置和调试，最后对本设计的高速接口进行速度测试和分析。此外，还介绍了板卡的普通接口如SPI和GPIO，并提出和实现了其具体的设计方案。雷达成像处理平台的软件设计是利用成像处理板卡进行雷达算法的实时成像。首先介绍了基本的距离多普勒雷达成像算法，并结合运动补偿和几何失真校正对该成像算法修正，得到适合于外场恶劣环境的多分辨率多模式的雷达实时成像算法。然后详细分析了基于TMS320C6678的多核算法映射和任务分配，在充分利用

7、板卡实际资源的前提下，使雷达成像在实时性和分辨率上更加优化。在整个软件设计方面，不仅对程序的整体结构进行合理的安排，也对子函数进行优化处理，子函数的优化包括底层函数的优化，存储空间的合理分配以及同步和Cache一致性维护。最后对算法的时间进行统计分析，在外场实验中得到满足各项指标的成像结果。本文从原理，实际设计和调试这几方面详细分析了雷达成像平台的硬件设计，高速接口调试和算法软件设计，完成后的成像处理平台满足实时成像的各项指标。关键词：雷达实时成像，TMS320C6678，高速接口，硬件设计，算法设计论文类型：应用基础技

8、术I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTThispaperpresentsandimplementsanewtypeofsyntheticapertureradarimagingplatformtomeetthedemandsofreal-time,highresolutionandlar