基于MPC8536的雷達嵌入式數(shù)據(jù)處理平臺設計.pdf

1、機載雷達通常要求具備氣象探測、防撞、火力控制甚至目標搜索、多目標跟蹤和識別等功能。為實現(xiàn)這些功能，需要雷達數(shù)據(jù)處理實時分析回波信息，通過算法處理后送綜顯進行顯示。在直升機環(huán)境下，對加裝設備的結(jié)構(gòu)、重量、體積和功耗等方面都有非常嚴格的要求，這就要求雷達數(shù)據(jù)處理平臺既要高性能，滿足數(shù)據(jù)分析處理要求，又要適應機載條件下的惡劣環(huán)境，處理平臺的選擇范圍就變得非常有限了。在現(xiàn)有的各種處理器架構(gòu)中，PowerPC在嵌入式領域具有非常優(yōu)異的表現(xiàn)，其較高

2、的數(shù)據(jù)處理能力和較低的散熱量正好滿足直升機載雷達數(shù)據(jù)處理的應用場景。
　　本論文來源于某直升機載防撞雷達的研制任務，該雷達要求數(shù)據(jù)處理平臺采用單板小型化架構(gòu)，在實現(xiàn)低功耗、輕小型化設計的同時，完成雷達數(shù)據(jù)處理任務。任務要求數(shù)據(jù)處理平臺具備較高的運算能力，能夠?qū)崟r處理電力線和障礙物識別算法，并具備一定的擴展性，能勝任下一代防撞雷達數(shù)字地圖疊加處理算法。結(jié)合以上需求，采用IBM公司的高性能PowerPC處理器MPC8536，設計一個通

3、用的嵌入式雷達數(shù)據(jù)處理平臺。平臺具備以太網(wǎng)、ARINC429、USB、PCI-E、PCI和RS422等接口，能夠?qū)崿F(xiàn)與雷達其余設備的互聯(lián)互通，并運行Linux嵌入式實時操作系統(tǒng)。
　　本文以工程化的設計為出發(fā)點，以高速PCB設計和PowerPC+Linux架構(gòu)理論為基礎，詳細描述了平臺的軟硬件設計過程，并對實際平臺性能做出量化評估。硬件設計方面，對數(shù)據(jù)處理平臺的功能進行了劃分，闡述了進行高速信號設計時需要注意的布局、布線準則，結(jié)合

4、結(jié)構(gòu)和散熱設計要求，使用MENTOR軟件完成了硬件的原理圖和PCB設計。軟件設計方面，完成了嵌入式Linux移植的整個過程，包括交叉編譯平臺的搭建、U-boot的移植、操作系統(tǒng)的移植和設備驅(qū)動的編寫。
　　目前國內(nèi)外的雷達數(shù)據(jù)處理平臺多采用DSP或單DSP多核架構(gòu)，這種架構(gòu)由于缺乏操作系統(tǒng)支持，編程難度較大，程序移植性較差?；赑owerPC的雷達數(shù)據(jù)處理平臺設計，簡化了數(shù)據(jù)處理算法的移植過程，為編程人員提供了簡易的操作環(huán)境，調(diào)試