基于INtime的雷達實(shí)時(shí)操控顯示終端設計

實(shí)時(shí)進(jìn)程采用計數器對外部定時(shí)接口板的10ms硬件定時(shí)中斷進(jìn)行計數，分別產(chǎn)生40 ms和200 ms中斷信號量。根據系統處理實(shí)時(shí)性要求，將40 ms定時(shí)處理線(xiàn)程相對優(yōu)先級設置為1(高)，將200 ms定時(shí)處理線(xiàn)程相對優(yōu)先級設置為2(中)，將雷達各分系統與INtime進(jìn)程的通信線(xiàn)程優(yōu)先級均設置為0(最高)，以保證跟蹤傳感器跟蹤數據的實(shí)時(shí)可靠。
通信線(xiàn)程主要用于接收網(wǎng)絡(luò )上跟蹤傳感器的跟蹤距離、角度偏差和狀態(tài)數據。線(xiàn)程通過(guò)網(wǎng)絡(luò )中斷方式實(shí)時(shí)接收數據，并將數據存入相關(guān)的接收數據數組，供40 ms定時(shí)處理線(xiàn)程使用。
40ms定時(shí)處理線(xiàn)程用于將多跟蹤傳感器的跟蹤數據進(jìn)行融合處理，并建立跟蹤航跡，采用卡爾曼濾波對目標進(jìn)行航跡的平滑、外推和精確跟蹤。根據目標預測位置和天線(xiàn)位置求取角度偏差量，采用速度回路和位置回路控制跟蹤伺服分系統，以使跟蹤天線(xiàn)保持對準目標方向，實(shí)現對目標的實(shí)時(shí)跟蹤。40 ms定時(shí)處理線(xiàn)程同時(shí)將光電及跟蹤雷達傳感器的狀態(tài)數據、系統狀態(tài)和目標航跡的跟蹤處理結果等寫(xiě)入數據隊列用于Windows進(jìn)程顯示。
200ms定時(shí)處理線(xiàn)程主要用于INtime實(shí)時(shí)進(jìn)程與Windows進(jìn)程間的數據交互。采用共享內存和信號量機制，創(chuàng )建共享內存對象和信號量對象，定時(shí)將數據隊列中的數據寫(xiě)入共享內存中，主要包括雷達的跟蹤狀態(tài)、跟蹤航跡信息、雷達分系統控制信息、時(shí)鐘信號量等。Windows進(jìn)程在與INtime進(jìn)程通信時(shí)，通過(guò)調用INtime的NTX API，獲得INtime實(shí)時(shí)內核上創(chuàng )建的對象。
3．2 Windows進(jìn)程
Windows進(jìn)程與普通桌面Windows系統下的進(jìn)程設計方法完全兼容。本終端的顯示設計采用多線(xiàn)程方式，利用Windows平臺的DirectX圖形接口，通過(guò)DirectDraw進(jìn)行快速、多層次的頁(yè)面繪制和顯示。采用圖形控件進(jìn)行界面布局，通過(guò)各控件的功能定義和相應的消息機制來(lái)驅動(dòng)人機界面操控事件，以完成界面中各功能按鈕、對話(huà)框、列表框等的操控功能。
雷達圖像的顯示主要為圓形雷達圖像和文字顯示，包括PPI坐標背景、電子地圖背景、雷達原始視頻圖像、各種目標點(diǎn)跡、航跡、字符以及天線(xiàn)碼盤(pán)等信息。采用DirectlDraw圖形加速顯示技術(shù)和頁(yè)面的分層設計，將DirectDraw頁(yè)面分為背景層頁(yè)面、電子地圖顯示頁(yè)面、雷達原始回波視頻頁(yè)面、目標頁(yè)面和動(dòng)態(tài)狀態(tài)數據頁(yè)面。通過(guò)多線(xiàn)程對各頁(yè)面顯示內容獨立進(jìn)行快速繪制，在Windows進(jìn)程的主定時(shí)器中將各頁(yè)面疊加繪制到DxDraw主頁(yè)面，調用DirectDraw的換頁(yè)函數(Flip)進(jìn)行顯示。由于雷達數字原始視頻數據量龐大，顯示任務(wù)資源消耗較多，為保證INtime進(jìn)程對CPU資源的合理利用，將用于顯示任務(wù)的主定時(shí)器線(xiàn)程時(shí)間周期設計為100 ms，既滿(mǎn)足顯示畫(huà)面的流暢性，又不致過(guò)多的占用CPU。
Windows進(jìn)程與INtimc間的數據交互通過(guò)通信管理模塊來(lái)完成，調用INtime的NTX API，訪(fǎng)問(wèn)INtime系統中創(chuàng )建的共享內存數據和信號量數據。
雷達數據的存儲以INtime系統設置的定時(shí)器為時(shí)間基準，對接收到的所有網(wǎng)絡(luò )數據進(jìn)行打時(shí)標和報文重組，以二進(jìn)制方式記錄在存儲介質(zhì)中，以保證數據的真實(shí)性。
3．3 軟件的運行
使用XPE+INtime構筑的系統作為雷達操控終端軟件運行環(huán)境，主要由Real-time控制應用(INtime進(jìn)程)和GUl應用(Windows進(jìn)程)兩部分構成。終端軟件的Windows進(jìn)程直接雙擊運行，由XPE操作系統載入內存并執行，INtime實(shí)時(shí)進(jìn)程由其系統配套的實(shí)時(shí)控制應用軟件載入器LDRTA．EXE加載到內核并執行。INtime內核將自動(dòng)創(chuàng )建一個(gè)最低優(yōu)先級線(xiàn)程，用于將計算機上下文切換回Windows進(jìn)程，以保證兩進(jìn)程在同一硬件平臺同時(shí)運行。兩進(jìn)程通過(guò)共享的內存和信號量進(jìn)行數據交互，并各自獨立運行完成雷達的實(shí)時(shí)操控顯示功能。

4 結語(yǔ)
通過(guò)對基于INtime的雷達實(shí)時(shí)操控顯示終端的實(shí)驗室測試與仿真，以及與雷達實(shí)裝的現場(chǎng)運行，實(shí)時(shí)操控顯示終端較好地完成了對雷達的實(shí)時(shí)控制和數據處理運算，滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)能夠流暢顯示雷達的原始視頻回波、檢測點(diǎn)跡以及雷達工作狀態(tài)，表明了該方案能夠成功地將雷達實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)性要求不高的顯示集成在一起，既降低成本又增加了系統的可靠性。