一种实时信号处理系统的研究和实现

来源：互联网   发布日期：2011-09-29 17:27:26   浏览：5922次  

作者：西安电子科技雷达信号处理国家重点实验室吴令宇 罗丰 吴顺君   

引言

近年来，实时信号处理的要求越来越高，所用系统要求具有处理大量数据的能力，这就要求系统硬件要达到很高的运算速度，并且软件处理程序也要尽可能优化，以保证系统的实时性。本文基于FPGA和ADSP-TS101S所实现的一种高速数据并行处理系统，可以进行实时连续波和脉冲波的处理，并将连续波的频谱和脉冲波脉冲幅度信息、脉前时刻、脉宽及载频打包输出。整个系统的输出延时被控制在1ms之内。

系统任务及系统结构

系统任务

系统频谱分析电路组成结构如图1所示。前端输入为高频宽带模拟信号经过数字化采样后得到的数字信号。系统主要完成的任务是对该数字信号进行实时处理，并识别出高频宽带模拟信号为连续波还是脉冲波。如为连续波，系统计算出它的频率，并输出其频谱；如为脉冲波，系统计算出它的脉冲宽度和脉载频，并把载频与时域中的脉冲前沿时刻信息、宽度信息及幅度信息对应起来，传送给后面的系统进行处理。

系统先对输入的数字信号进行电平转换，然后进行正交变换。接下来开始对信号进行频域处理，并以1.92μs为最小时段输出其频谱，同时进行预处理和连续波／脉冲波判别。对连续波，将各小时段的信号频谱进行综合处理后输出其频谱。对脉冲波，确定其脉冲前延时刻和脉冲后延时刻，从而确定其脉冲宽度，接着将脉冲幅度、后延时刻及宽度进行数据合成，之后再结合各个小时段的频谱进行综合处理，最终将脉冲幅度信息、脉冲前延时刻、宽度及载频打包输出。

系统结构

该信号并行处理系统结构框图如图2所示。

该系统主要由1片FPGA和11片TS101系列的DSP构成。FPGA首先将16位高速ADC采集进来的数据预处理后拼

由图2可以看出，TS0、TS1、TS2(第1组)和TS3、FS4、TS5(第2组)以及TS6、TS7、TS8(第3组)在结构上为完全相同的三部分，且所进行的工作也完全相同，都需将处理完的数据通过链路口送给TS9和TS10。接着由TS9和TS10进行综合比较，最后再通过链路口将处理结果送给后级板，并将结果分为3组，可进行相同的处理。每片TS101S只有4个链路口，因此TS9和TS10只能提供3个链路口给TS0～FS8，TS0的数据通过TS2的链路口中转给TS9和TS10，TS1的数据也通过TS2的链路口中转给TS9和TS10，其它两组与第1组处理方法相同。<

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