基于FPGA的机载合成孔径雷达数字信号处理机接口板卡的设计与实现

"基于FPGA的机载合成孔径雷达数字信号处理机接口板卡的设计与实现" 本文介绍基于FPGA的机载合成孔径雷达数字信号处理机接口板卡的设计与实现。该接口板卡负责将输入数据缓存和信息格式转换，然后打包成处理机需要的数据帧发送到信号处理机，并具有PCI接口功能和在线自检测功能。 一、系统功能 在本机载合成孔径雷达系统中，进出接口板卡的数据流包括数据采集设备输入的原始回波数据、监控设备输入的雷达和载机的参数数据以及输出到处理机的成像处理数据。它们有如下特点： 1. 输入数据流的速度和时序不匹配。数据采集设备和监控设备是两个异步的系统，它们都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据。 2. 输入输出数据流的信息格式不匹配。数据采集设备输入的原始回波数据和监控设备输入的雷达和载机的参数数据采用FDP协议传输，接口板卡输出到处理机的数据采用LINK口传输协议进行传输。 考虑到进出接口板卡数据流的特点和雷达系统对接口板卡的控制要求，接口板卡要具有如下功能： * 设置数据的缓冲、存储逻辑，以适应不同设备之间的速度差异和时序差异； * 进行信息格式转换，将目标的原始回波数据与雷达和载机的参数数据打包，插入相应的帧信息形成处理机要求的数据帧，并控制数据流的走向； * 实现PCI接口，能够产生PCI中断； * 具有在线自检测功能。 二、系统硬件结构设计 为了简化系统硬件设计，增加系统的灵活性，采用FPGA芯片实现系统要求的数据格式转换、打包、分发和逻辑控制功能。数据缓存采用硬件FIFO和软件双口。 FPGA芯片的选择是基于以下考虑： * 高速度和高带宽的数据处理能力，以满足机载合成孔径雷达系统的高速数据处理需求； * 高度灵活的逻辑控制能力，以适应不同设备之间的速度差异和时序差异； *丰富的接口资源，以满足系统对PCI接口和LINK口的需求。 三、软件实现 软件实现部分主要涉及到数据缓存、信息格式转换、数据包装和PCI接口控制等功能模块。这些模块将在FPGA芯片上实现，以满足系统对高速数据处理和实时控制的需求。 四、结论 基于FPGA的机载合成孔径雷达数字信号处理机接口板卡的设计与实现，能够满足机载合成孔径雷达系统对高速数据处理和实时控制的需求。该接口板卡已经应用于某合成孔径雷达数字信号处理机中，整机使用证明该系统工作稳定，实现了设计中要求的功能。