基于Spartan-6的船用雷達(dá)信號(hào)處理及顯控系統(tǒng)

　　引言

　　傳統(tǒng)的船用雷達(dá)信號(hào)處理和顯示控制系統(tǒng)都是采用FPGA+工控機(jī)方案，F(xiàn)PGA用于高速雷達(dá)信號(hào)的處理，工控機(jī)用于運(yùn)行操作系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是利用了FPGA和工控機(jī)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(tǒng)的復(fù)雜度、成本高、系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。

　　針對(duì)以上問題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)在單塊FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)船用雷達(dá)信號(hào)處理及顯示控制的系統(tǒng)，能夠解決傳統(tǒng)船用雷達(dá)FPGA+工控機(jī)方案的缺點(diǎn)。

　　系統(tǒng)方案

　　本設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)是基于賽靈思Spartan-6系列的FPGA開發(fā)板，軟件平臺(tái)是賽靈思的嵌入式開發(fā)套件(EDK)以及l(fā)inux交叉編譯環(huán)境。

　　本系統(tǒng)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(tái)上移植uClinux操作系統(tǒng)，用MicroBlaze實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)船用雷達(dá)系統(tǒng)方案中的工控機(jī)功能，用FPGA硬件可編程資源實(shí)現(xiàn)船用雷達(dá)信號(hào)處理和VGA控制。將信號(hào)處理模塊掛載到MicroBlaze總線上，實(shí)現(xiàn)信號(hào)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總線上，接收MicroBlaze處理器送來的高速顯存數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)的整體流程如下：

　　1.雷達(dá)信號(hào)處理模塊接收ADC送來的雷達(dá)回波信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)收發(fā)單元送來的方位角信號(hào)，對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行抽取(或內(nèi)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(biāo)變換計(jì)算，并將雷達(dá)方位角信號(hào)和坐標(biāo)變化的結(jié)果一同送到MicroBlaze處理器總線;

　　2.MiniGUI應(yīng)用程序接收船用雷達(dá)信號(hào)處理模塊送來的信息，結(jié)合鼠標(biāo)、鍵盤接口送來的用戶信息，一起寫入顯控緩存;

　　3.VGA顯示控制模塊接收MicroBlaze處理器總線送來的顯存數(shù)據(jù)，將其緩存，并按VGA時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)將顯存數(shù)據(jù)送到VGA芯片，VGA芯片輸出驅(qū)動(dòng)液晶顯示器，實(shí)現(xiàn)圖像顯示。