多目標(biāo)定位系統(tǒng)信號處理及存儲平臺設(shè)計.pdf

1、本課題來源于某水下目標(biāo)定位系統(tǒng)項目，該系統(tǒng)是一套基于浮標(biāo)陣的長基線水聲定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對水下多個目標(biāo)的跟蹤定位。論文圍繞浮標(biāo)電子系統(tǒng)中的信號處理及存儲平臺的設(shè)計與實現(xiàn)展開工作，該平臺負(fù)責(zé)采集和處理水聽器輸出的信號，實現(xiàn)目標(biāo)信號的檢測和時延估計，同時，具有原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果存儲和數(shù)據(jù)回傳功能。
　　論文首先對平臺的設(shè)計需求進行了分析，從信號處理運算量、接口設(shè)計、存儲容量、數(shù)據(jù)傳輸和抗干擾、低功耗設(shè)計等方面進行了闡述，為平臺設(shè)計提供

2、了依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，提出了信號處理及存儲平臺的設(shè)計方案，采用DSP+FPGA的架構(gòu)，由DSP負(fù)責(zé)完成水聲信號的實時處理和時延估計，F(xiàn)PGA完成信號采集、數(shù)據(jù)的分發(fā)和存儲，及接口擴展。原始數(shù)據(jù)存儲采用FPGA+NAND Flash方案，中間結(jié)果保存采用DSP+Flash方案，DSP和FPGA之間通過多通道緩沖串口McBSP進行通信。給出了核心器件的選型及主要指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)的工作需求，將信號的存儲和處理功能分置在兩塊電路板上實現(xiàn)，通過底板進

3、行數(shù)據(jù)傳輸。
　　論文中完成了硬件電路的設(shè)計及實現(xiàn)，主要分為信號調(diào)理模塊、FPGA外圍電路、DSP最小系統(tǒng)和供電管理四個部分，對各部分的功能和設(shè)計思路進行了詳細(xì)闡述。在硬件平臺完成的基礎(chǔ)上，進行了部分軟件的設(shè)計和調(diào)試工作，包括對 DSP外設(shè)的管理和FPGA邏輯的設(shè)計。DSP外設(shè)管理是通過對McBSP、DMA、EDMA3寄存器的配置，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和指令的接收和發(fā)送；FPGA邏輯開發(fā)采用模塊化設(shè)計思想，完成了采樣控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊