ADSP-TS201在無(wú)線(xiàn)電測向系統中的應用

　　4 DSP模塊功能

　　系統通信的命令格式如圖6。

　　系統工作過(guò)程如下：

　　監控終端微機通過(guò)VXI總線(xiàn)給DSP-A發(fā)送命令，DSP-A接到命令后，按照內部協(xié)議產(chǎn)生校驗碼，如果與收到的校驗碼一致，則根據命令號進(jìn)行相應的測向或波束合成操作。中斷1用于DSP和監控終端微機之間的通信，中斷0則用于2片DSP之間的通信。DSP-A若接到測向命令，則在DSP-A中取出測向結果；DSP-A若接到波束合成命令，則向DSP-B產(chǎn)生中斷0，取出波束合成結果。

　　本系統采用2片DSP作為無(wú)線(xiàn)電測向系統的核心處理器，其中一片在50 ms之內完成測向，另一片在10 ms之內完成波束合成。根據實(shí)際需求，測向系統將完成以下功能：

　　(1)多次測向：由于實(shí)際中測向結果存在誤差，通常進(jìn)行多次測向，再取平均，以提高精度。測向次數可以由用戶(hù)自由選擇。

　　(2)自動(dòng)跟蹤：系統設置為自動(dòng)跟蹤態(tài)時(shí)，先由DSP-A測出信號的角度信息，DSP-B再根據已知的角度信息進(jìn)行波束合成，使得主波束一直對準期望信號的方向，以此達到跟蹤信號的目的。

　　(3)指定方向：系統設置為指定方向態(tài)時(shí)，DSP-B波束合成之后將主波束指向用戶(hù)指定的方向，以便用戶(hù)觀(guān)察自己感興趣方向上的信號動(dòng)向。

　　2片DSP的程序流程圖如圖7、圖8所示。

　　MUSIC和零點(diǎn)預處理算法中大部分都是復數運算，其中復數相乘、復矩陣特征值分解所占比例較大，二維的譜峰搜索耗費較多時(shí)間。為此，充分利用了TS201芯片雙處理器核的SIMD結構和單周期內可4字讀寫(xiě)的特點(diǎn)。在一個(gè)周期內同時(shí)向X核讀入實(shí)部，Y核讀入虛部，再同時(shí)進(jìn)行乘加運算，雙核的使用使程序的運行周期大大減少，約為單核的1/4。對于sin和cos的計算，以0.1°為間隔進(jìn)行查表運算，比級數展開(kāi)大大減少了運算時(shí)間，精度也達到了系統所需的要求。此外，在TS201的仿真環(huán)境VisualDSP++3.5中，還存在Linear profiling工具，可以分析各個(gè)子函數占總運行時(shí)間的比例，對于把握整個(gè)程序的運行狀況、優(yōu)化程序的瓶頸，起了很好的幫助作用。由于TS201有24 Mbit等分為* Mbit存儲塊的大容量存儲空間，它可以充分存儲這2個(gè)算法所運行的全部數據，不需要進(jìn)行內存擴展，這也是很多芯片所無(wú)法比擬的。綜上所述，通過(guò)合理的軟件結構搭建和一系列的程序優(yōu)化措施，使DSP的運行時(shí)間能夠較好地滿(mǎn)足系統所需的要求。

　　5 系統特點(diǎn)

　　無(wú)線(xiàn)電測向系統要求必須以盡可能短的時(shí)間、盡可能高的精度對空中信號進(jìn)行定位和跟蹤。本系統充分考慮以上2個(gè)因素，具有以下特點(diǎn)：

　　(1)穩健、高性能的算法。通過(guò)大量的仿真實(shí)驗比較，本文選擇了具有高分辨率且性能穩定的MUSIC算法和零點(diǎn)預處理算法。良好的算法保證了系統測向的精度和運行的穩定性。

　　(2)合理的系統結構。2片DSP的選用保證系統測向功能和波束合成功能互不干擾和影響。編程中充分注意雙核的并行使用及快速算法的運用，使得系統的時(shí)效性大大提高(測向50 ms，波束合成10 ms)。

　　(3)完備可靠的通信協(xié)議。所有的通信協(xié)議均通過(guò)算法進(jìn)行加密，正確的校驗保證了數據和命令的可靠傳輸。

　　本文給出的基于TS201的無(wú)線(xiàn)電測向系統能夠快速準確地對信號進(jìn)行定位和跟蹤，通過(guò)選用高性能的MUSIC和零點(diǎn)預處理算法使得系統具有較高的測向精度，通過(guò)選用高速信號處理器ADSP-TS201使得系統具有較快的運行速度。對DSP模塊合理的結構搭建和一系列的優(yōu)化措施，使得系統滿(mǎn)足了指標要求。