基于VC++雷達(dá)信號(hào)系統(tǒng)軟件測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)

    隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子設(shè)備的飛速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)的處理容量、處理速度以及工作平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等性能的要求越來(lái)越高，從而使得高速、便捷、智能化的高性能數(shù)字處理設(shè)備成為當(dāng)今電子設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。
    由于一些氣象雷達(dá)站一般地處環(huán)境與氣候惡劣的偏遠(yuǎn)地區(qū)。雷達(dá)站內(nèi)雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的檢測(cè)與維修存在一定的難度。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障要進(jìn)行檢修時(shí)，由于地理環(huán)境的限制，檢修在時(shí)間上會(huì)有一定的拖延，人們希望對(duì)于非硬件電路損壞的故障，能夠通過(guò)軟件平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)軟件來(lái)及時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與系統(tǒng)恢復(fù)。該軟件設(shè)計(jì)的目的就是為了避開(kāi)雷達(dá)系統(tǒng)存在著一定的機(jī)械性和不方便性的缺點(diǎn)來(lái)完善該雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)。該軟件利用VC++的友好界面來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)、DSP、HSP(硬件信號(hào)處理器)之間通信的可視化，利用PC機(jī)最終監(jiān)控大氣雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)中的核心部件HSP。此外，還解決了特定外部設(shè)備與PC機(jī)之間的海量數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了DSP與PC機(jī)之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。此軟件平臺(tái)具有一定的通用性，可以通過(guò)主機(jī)選擇對(duì)不同的硬件系統(tǒng)的操作，下載不同的數(shù)據(jù)處理算法到DSP芯片中等，同時(shí)也可為其它不同型號(hào)DSP芯片開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)提供一定參考。該軟件構(gòu)建了一個(gè)界面友好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、操控方便的信號(hào)處理系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了測(cè)試人員的工作，同時(shí)降低了系統(tǒng)檢修的頻率，雷達(dá)信號(hào)處理器的性能得到了比較大的提高。

1 系統(tǒng)硬件組成及功能
    整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其中核心部件主要有：硬件信號(hào)處理器(Hardware SignalProcessing，HSP)、Daytona板及PC機(jī)。HSP主要完成中頻I／Q數(shù)據(jù)采集、接收機(jī)、發(fā)射機(jī)控制以及定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生等功能，其性能的好壞直接影響到整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
    Daytona板是Spectrum公司生產(chǎn)的DSP開(kāi)發(fā)板，它的主要功能是對(duì)HSP采集的大量回波數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理后并傳送給PC機(jī)，同時(shí)處理來(lái)自PC機(jī)的數(shù)據(jù)并傳送給HSP，它主要由以下幾個(gè)部分組成：兩片TMS320C6701 DSP、3片hurricane橋、一片DEC21153 PCI橋、3塊I／O接口芯片(PEMSites、PMC Sites以及DSP－LINK3)、一片主機(jī)接口芯片HPI、128 k×32－bitSSRAM、4 M×32－bitSDRAM以及8 k×32－bit雙口RAM等，其硬件結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

2 基于VC++平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)
    該軟件平臺(tái)的目的用軟件來(lái)模擬一塊基于PC機(jī)的硬件信號(hào)處理定時(shí)板卡，此硬件信號(hào)處理定時(shí)板卡是中國(guó)新一代多普勒氣象雷達(dá)CINRAN CA和CINRAN CB系統(tǒng)核心部件之一，這就可以避開(kāi)雷達(dá)系統(tǒng)存在一定的機(jī)械性及不方便性的缺點(diǎn)。該平臺(tái)的主要功能是對(duì)Daytona板和HSP(硬件信號(hào)處理器)進(jìn)行測(cè)試和控制。
2．1 軟件設(shè)計(jì)思想
    HSP接收并處理來(lái)自A／D變換器的數(shù)據(jù)，然后送往由雙C6X DSP芯片構(gòu)成的Daytona板進(jìn)行處理。由兩片DSP芯片來(lái)處理來(lái)自于HSP的大量的回波數(shù)據(jù)，不僅提高了數(shù)據(jù)的處理速度，而且在存儲(chǔ)容量上也有一定的提高。經(jīng)DSP芯片處理后的數(shù)據(jù)可以通過(guò)PCI總線存儲(chǔ)到PC機(jī)中，也可以通過(guò)DSP芯片來(lái)編寫(xiě)無(wú)損壓縮算法將大量的I／O數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行壓縮，然后再存儲(chǔ)到PC機(jī)或者DSP中，這樣可以充分運(yùn)用PC機(jī)平臺(tái)上豐富的軟件和硬件資源完成目標(biāo)顯示、數(shù)據(jù)融合、參數(shù)設(shè)置等任務(wù)。該軟件利用VC++的友好界面顯示HSP的工作狀態(tài)，通過(guò)發(fā)中斷命令來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)HSP的控制與監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與DSP、HSP之間的通信；同時(shí)，通過(guò)調(diào)用Daytona板的相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)兩片DSP芯片之間的數(shù)據(jù)傳送及中斷等。[!--empirenews.page--]

2．2 軟件設(shè)計(jì)的步驟
2．2．1 PC機(jī)與DSP之間的通信
    PC機(jī)通過(guò)依次調(diào)用主機(jī)應(yīng)用程序庫(kù)(ALIB_HOST)、內(nèi)核接口庫(kù)以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)和Daytona板中的DSP芯片進(jìn)行通信；DSP首先調(diào)用C6X應(yīng)用程序庫(kù)(ALIB_C6x)中的FTC6x_Init()函數(shù)對(duì)其進(jìn)行初始化、設(shè)置外部存儲(chǔ)器的等待狀態(tài)以及頁(yè)面寄存器的配置等，然后通過(guò)調(diào)用DSP用戶程序?qū)崿F(xiàn)與PC的通信。整個(gè)通信過(guò)程，如圖3所示。