基于G4平臺的嵌入式VxWorks系統在雷達信號處理中的應用

引　言

在雷達系統的數字信號處理中，其主要特點(diǎn)是數據流量大、運算量大和處理的實(shí)時(shí)性，單片高性能的DSP芯片也不能滿(mǎn)足處理要求，必須采用多DSP板作為數字信號處理平臺。開(kāi)發(fā)復雜的多DSP板硬件平臺需要投入大量的人力而且開(kāi)發(fā)風(fēng)險較大，購買(mǎi)專(zhuān)業(yè)公司開(kāi)發(fā)的穩定、可靠的通用數字信號處理平臺是數字信號處理領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。設計人員只需致力于信號處理算法的研究，利用高級語(yǔ)言編寫(xiě)算法軟件來(lái)完成系統要求，從開(kāi)發(fā)復雜的硬件平臺中解脫出來(lái)，降低了整個(gè)信號處理系統的開(kāi)發(fā)風(fēng)險，縮短了開(kāi)發(fā)周期。本文介紹一種通用的G4數字信號處理硬件平臺，該平臺選用基于搶占式多任務(wù)VxWorks實(shí)時(shí)操作系統作為平臺的操作系統，它能管理各種獨立任務(wù)的執行，每個(gè)任務(wù)能及時(shí)響應外部事件并且能及時(shí)處理。它為整個(gè)雷達信號處理能實(shí)時(shí)完成處理提供了很好的系統軟件支持。

G4硬件平臺的基本結構和特點(diǎn)

G4平臺基本結構
G4 DSP功能框圖如圖1所示。

圖1　G4 DSP功能框圖

如圖1 所示，G4 硬件平臺是一塊由4 片CPU組成的數字信號處理板， CPU是摩托羅拉公司PowerPC系列MPC7410 RISC的微處理器，處理器支持對稱(chēng)多處理器技術(shù)( SMP) ，內核時(shí)鐘500 MHz，包含多個(gè)運算處理單元，支持哈佛結構和指令流水線(xiàn)操作，具有SIMD特點(diǎn)，在一個(gè)時(shí)鐘周期可執行8條指令；集成了128bit AltiVec執行單元，14 GFLOPS數據處理能力，能夠快速地完成卷積、FIR 濾波器和FFT等數字信號處理算法；內部總線(xiàn)是60X總線(xiàn)(32位地址總線(xiàn)和64位數據總線(xiàn)) ，100MHz的外圍設備總線(xiàn)速度，包含32kbyte一級指令Cache和數據Cache， 支持最高2Mbit的外部L2 CACHE，支持多種內存尋址的內存管理模式。每一個(gè)處理器與外圍I/O 接口通信通過(guò)CPC710 橋的PC I總線(xiàn)實(shí)現，處理器間通過(guò)64 bit、66MHz Intel 21555非透明PCI橋互聯(lián)，其峰值帶寬為528Mbyte / s。