● 摘要
随着信号处理技术与电子技术的发展,雷达信号处理算法越来越复杂,雷达信号处理机的采样率越来越高,对雷达信号处理平台处理性能和数据传输速率的要求也越来越苛刻。雷达信号处理系统的硬件实现,为了满足性能需求,从一开始的单处理器多板卡系统发展为后来的多处理器并行系统,而近年来多核处理器因为其在功耗和体积方面的优势,越来越多的开始被应用到实际工程中。
本文对多核DSP TMS320C6678在雷达信号处理中的应用进行了深入研究,完成了以下内容:
设计了雷达信号处理平台硬件方案,提出了基于FPGA+DSP架构的双运算节点拓扑,FPGA与DSP分别选用TMS320C6678与XC6VSX315T,DSP部分定点浮点运算性能分别可达640GMACs与320GFLOPs;以运算节点为核心,研究并设计了配套的电源方案,时钟方案,存储模块方案以及高速互联拓扑结构,绘制了电路原理图;研究了高速电路设计原理,以信号完整性理论为基础,完成了雷达信号处理平台的PCB布局,层叠结构,布线设计。
克服高速高密度电路板显著提高的测试难度,完成了硬件电路的调试。各部分电源输出与时钟输出的测试结果保证了系统的正常运转;给出了DDR3读写速率、PCIe互联与Hyperlink互联速率的测试结果,实现了最高1.75GBps的芯片间数据传输速率,验证了平台的高速数据吞吐性能。
研究了多核程序设计的理论与Keystone架构的核间通信,完成了库利-图基算法大数FFT在TMS320C6678上的多核任务映射与实现;给出了不同点数与不同核数的FFT耗时测试结果,验证了多核信号处理平台的的巨大性能优势,也为实验室后续算法开发提供了基础与积累。
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