基于Spartan-6的船用雷達信號處理及顯控系統

　　引言

　　傳統的船用雷達信號處理和顯示控制系統都是采用FPGA+工控機方案，FPGA用于高速雷達信號的處理，工控機用于運行操作系統、實(shí)現圖形用戶(hù)界面。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是利用了FPGA和工控機各自的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了合理的搭配，缺點(diǎn)是增加了系統的復雜度、成本高、系統的穩定性降低。

　　針對以上問(wèn)題，本文設計了一個(gè)在單塊FPGA芯片上實(shí)現船用雷達信號處理及顯示控制的系統，能夠解決傳統船用雷達FPGA+工控機方案的缺點(diǎn)。

　　系統方案

　　本設計的硬件平臺是基于賽靈思Spartan-6系列的FPGA開(kāi)發(fā)板，軟件平臺是賽靈思的嵌入式開(kāi)發(fā)套件(EDK)以及l(fā)inux交叉編譯環(huán)境。

　　本系統的總體方案是在FPGA中嵌入賽靈思MicroBlaze軟核處理器，在MicroBlaze處理器平臺上移植uClinux操作系統，用MicroBlaze實(shí)現傳統船用雷達系統方案中的工控機功能，用FPGA硬件可編程資源實(shí)現船用雷達信號處理和VGA控制。將信號處理模塊掛載到MicroBlaze總線(xiàn)上，實(shí)現信號處理模塊與MicroBlaze處理器的高速通信，同時(shí)將VGA顯示控制模塊掛載到MicroBlaze總線(xiàn)上，接收MicroBlaze處理器送來(lái)的高速顯存數據。

　　系統的整體流程如下：

　　1.雷達信號處理模塊接收ADC送來(lái)的雷達回波信號和雷達信號收發(fā)單元送來(lái)的方位角信號，對雷達回波信號進(jìn)行抽取(或內插)、噪聲抑制、海雜波抑制、增益控制、雨雪抑制、同頻干擾抑制以及坐標變換計算，并將雷達方位角信號和坐標變化的結果一同送到MicroBlaze處理器總線(xiàn);

　　2.MiniGUI應用程序接收船用雷達信號處理模塊送來(lái)的信息，結合鼠標、鍵盤(pán)接口送來(lái)的用戶(hù)信息，一起寫(xiě)入顯控緩存;

　　3.VGA顯示控制模塊接收MicroBlaze處理器總線(xiàn)送來(lái)的顯存數據，將其緩存，并按VGA時(shí)序標準將顯存數據送到VGA芯片，VGA芯片輸出驅動(dòng)液晶顯示器，實(shí)現圖像顯示。