TigerSHARC与FPGA协同：高性能卫星测控多波束系统设计

本文主要探讨的是基于ADI公司新一代TigerSHARC DSP芯片和FPGA器件的卫星测控多波束系统设计。该系统的核心是利用TigerSHARC DSP的强大软件编程能力，负责测向和波束合成权值的计算，这些复杂的数学运算能够保证数据处理的精确性和实时性。TigerSHARC DSP以其高性能的浮点和定点处理能力，确保了信号处理的高效性，是系统中的关键组件。 系统设计中，通过两片TigerSHARC DSP芯片协同工作，它们的并行处理能力显著提高了系统的吞吐量和响应速度，这对于实时的卫星信号处理至关重要。波达方向的估计，即DOA估计，是一项高精度的任务，需要对空间信号的方向进行超分辨率分析，以获取诸如方位角和仰角等关键参数，这对于定位和导航至关重要。 同时，数字波束合成是通过自适应调整各阵元的权重，形成主波束以接收期望信号，同时消除干扰和噪声。这一步骤对于提高信号质量，区分有用信息和干扰具有决定性作用。选择合适的算法和优化权值计算过程，是系统设计中的关键技术挑战。 TigerSHARC DSP的特性，如高主频、多处理单元和SIMD功能，使其在实时处理大量数据时表现出色。此外，FPGA器件的引入进一步增强了系统的灵活性和可定制性，可以实现复杂逻辑的硬件加速，减少了系统延迟。 本文的研究旨在将DSP的高级处理能力与FPGA的灵活性相结合，打造一个高效、精确且实时的卫星测控多波束系统，以满足现代航天领域的测控需求。这种集成解决方案不仅提升了系统的性能，还降低了成本，对于未来的太空通信和导航技术发展具有重要意义。