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《機載SAR實時嵌入式成像系統(tǒng)設(shè)計研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、機載SAR實時嵌入式成像系統(tǒng)設(shè)計研究摘要臺成孔徑雷達(SymheticApertureRadar)是一種全天候收集地表信息，并利用信號處理操作實現(xiàn)高分辨率成像的工具。它采用脈沖壓縮技術(shù)獲得雷達的距離向(Range)分辨率，采用合成孔徑原理提高方位向(Azimuth)的分辨率。合成孔徑雷達在自然災害預測、軍事情報偵察、地形地貌測繪、資源考察等方面發(fā)揮著重要的作用。機載SAR實時成像系統(tǒng)采用多個嵌入式信號處理器，實時接收處理雷達信號，井實時存儲及形成高分辨率圖像。它是嵌入式系統(tǒng)在高性能實時計算中的一種典型應用。這類應用要求嵌入式系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)流處理模式，分布異構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)．并
2、具有很高的系統(tǒng)利用率。因此，其系統(tǒng)的設(shè)計方法也有別于傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)和通用大型計算機系統(tǒng)。廣—7一～本文通過分析嵌入式系統(tǒng)在高性能實時應用中的特點，從以下三個方面對機載SAR成像系統(tǒng)的設(shè)計進行了研究：1)模型分析對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計具有重要意義，本文提出了一種適合于高性能實時計算應用的數(shù)據(jù)流圖模型——增強處理圖模型(EnhancedProcessingGraphModels，EPGM)，并利用該模型從三個方面討論了系統(tǒng)設(shè)計的分析方法。廠(首先，分析系統(tǒng)吞吐量變化的特點，利用模型歸納出三種典型的序列執(zhí)行模式：滑動窗、數(shù)據(jù)增益與數(shù)據(jù)衰減模式；進而，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的實時特征，提出
3、三種實時模型，即標準模型、吞吐量固定模型以及端到端延遲固定模型：最后在序列執(zhí)行模式和實時模型的分析基礎(chǔ)上，利用EPGM圖提出了一種計算吞吐量與端到端延遲的方法，有效解決了在分布嵌入式環(huán)境中如何計算各個子系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的問題。廠1，一一2)研究了高性能實時計算中嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點，指出傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏可擴展性，不能適應高性能實時計算對高速i／o與大量數(shù)據(jù)存儲的要求，并提出了一種以數(shù)據(jù)流為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。，，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將少數(shù)節(jié)點利用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來形成一個大的集合，并以t中科院計算技術(shù)研究所博士學位論文總線橋接的方式實現(xiàn)集合之間的互連。它有別于傳統(tǒng)的以控制流為中心的
4、設(shè)計，具有很高的可擴展性，并易于在各種復雜應用中實現(xiàn)。_卜-、一3)以SAR實時成像為例，從模型分析和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩個方面分析了系統(tǒng)設(shè)計方法在實際工程中的應用。f本文采用RD算法設(shè)計機載SAR實時成像系統(tǒng)，根據(jù)該算法抽象出系統(tǒng)中自g基本功能模塊，并利用EPGM圖分析得到系統(tǒng)設(shè)計中各個功能模塊的設(shè)計規(guī)范。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中采用了雙總線結(jié)構(gòu)。這種將數(shù)據(jù)流和控制流分開的方式有效提高了系統(tǒng)實時地處理高速數(shù)據(jù)流的性能。而各個單元的互連則采用擴展共享總線，即利用橋接的方法增加專用數(shù)據(jù)總線可連接的設(shè)備數(shù)量。同時，結(jié)合SAR成像的特點，將總線橋接和轉(zhuǎn)置板(ComerTurnModule，C
5、TM)所需的大容量存儲合并在一個模塊中實現(xiàn)，從而簡化了設(shè)計，有效提高了系統(tǒng)的可擴展性。廣一r4)本文研究了T1’C6201芯片存儲結(jié)構(gòu)對算法性能的影響．指出在算法設(shè)計時合理地組織數(shù)據(jù)存儲空IN可以有效地縮短算法的執(zhí)行時間。f并以此為依據(jù)提出了改進距離多普勒(Range．Doppler，RD)成像算法的方法。、另外，還分析了成像系統(tǒng)中多個芯片并行工作的機制，研究了距離向和方位向處理的并行策略。卜》一5)本文闡述了定點計算在嵌入式環(huán)境中的重要作用，指出截尾誤差是影響定點運算精度的主要因素。(為了提高機載SAR實時嵌入式成像系統(tǒng)的計算精度，提出了改進移位、增大數(shù)據(jù)幅值等方法。
6、另外還提出一種自適應移位FFT算法，它能夠取得數(shù)據(jù)精度和執(zhí)行性能的折衷，并根據(jù)TI’C6X的體系結(jié)構(gòu)特點給出該算法執(zhí)行代碼的優(yōu)化方法。j卜—r一關(guān)鍵詞：合成孔徑雷達《sAR擴荬時嵌入式系統(tǒng)，增強處理圖模型!tEPGM擴7距離多普勒RRD邦算法，快速傅立葉變換；i(FFT)i-?！?j機載SAR實時嵌入式成像系統(tǒng)設(shè)計研究StudyonDesignofRealTimeEmbeddedSARImagingSystemAbstractHANJi-Zhong(ComputerArchitecture)Directedby：HANCheng—De(Researcher)Synthe
7、ticApertureRadarrSAR)isallimportanttoolforthecollectionofall—weatherimagedata．Furthermore，thesedatacanbemadeatextremelyhighresolutionbysignalprocessing．TheSARachievesthehi吐resolutionofradarimagebythetechnologyofpulse·compressioninrangeandbytheprincipleofsyntheticaperturei
