基于ADV212的雷达图像压缩传输系统

针对雷达图像数据量大实时性要求高的特点,设计了一种新的基于FPGA和ADV212的雷达图像压缩与传输系统,实现对4 096级方位量化和最大4 096级距离量化的雷达图像进行实时JPEG2000压缩。通过所设计的分片压缩方式把雷达图像分段,每段分别压缩,并配合乒乓缓存来减小压缩到传输的延时。系统基于可配置设计,可配置图像的压缩率及雷达图像的分辨率。采用ADV212实现对图像的压缩,FPGA实现各功能模块,W5500实现数据传输。实验结果表明,系统能够实现对雷达图像实时压缩和传输的要求。     

基于FPGA的实时心电监护系统设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时心电监护系统。该系统采用FPGA为中央数字处理器,采用硬件描述语言(VHDL)进行结构化设计,实现了心电信号(ECG)的实时采集、处理和传送。同时还在芯片内集成了数字滤波和数据压缩存储算法,实现心电信号的实时处理和压缩。     

机载SAR实时成像处理器方位向处理及DSP实现

介绍了基于距离-多普勒算法的成像处理器方位向处理,并针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像探讨了采用DSP并行计算技术实现方位压缩的原理和结果.     

基于FPGA的时域数字脉冲压缩处理器的设计

一种基于FPGA的适用于中小压缩比情况的时域数字脉冲压缩处理器的实现方案。该处理器具有使用灵活、便于功能扩展、成本低的特点,已用于某雷达信号处理机中,性能稳定。     

雷达视频回波信号的实时采集、显示与存储系统

介绍一种雷达视频回波信号的实时采集、显示与存储系统。该系统采用带有RAID适配卡的工控机作为采集主控设备,以普通微机显示器作为显示设备,利用多个IDE硬盘组成磁盘阵列作为存储设备。制作了一块基于FPGA的高速雷达信号采集PCI卡,以FPGA为采集的核心控制芯片,并在FPGA内部实现了32bit／33MHz的PCI接口逻辑。利用FPGA内部双口RAM的乒乓切换与缓冲区环行存储技术保证了连续采集。采用数据抽取、坐标查表映射和DirectDraw等技术在普通显示器上以P显方式进行实时全屏显示,同时可对局部区域以B显进行开窗放大显示。显示过程中可对任意区域设置采集方位和距离波门,将采集的数据实时存储在磁盘阵列上。该系统已成功用于舰栽警戒搜索雷达的外场数据采集。     

基于FPGA实现的星载SAR实时成像系统研究

针对星载SAR实时成像处理的研究目前主要集中在实时成像运算器(SAR processor),而未见到实时成像系统(SAR imaging system)的研究,提出了一种CS算法的星载SAR实时成像系统的体系结构,并基于FPGA实现了原型系统.该体系结构可以自主完成星载SAR实时成像,并具有良好的可扩展性.利用模拟信号源和高速数据记录仪对原型系统验证,1个信号处理单元在50MHz工作频率下,约11s内完成16384×16384个样本的星载雷达原始数据的成像处理,用4个信号处理单元就可达到为PRF为2000Hz的星载SAR的1∶1实时成像要求.     

基于FPGA的雷达信号处理器测试台McBSP接口设计

基于FPGA的雷达信号处理器测试台的McBSP接口,主要应用于测试台和处理器间的串行通信.对McBSP接口的功能进行说明,介绍了系统的原理和缓冲模块的设计,详细分析FPGA内部逻辑规划、分配以及模块间的通信过程.实验证明,应用FPGA实现的McBSP接口完全满足工程需求,适合雷达信号处理器测试台和处理器间通信.     

多处理器雷达系统监控程序的设计和实现

本文介绍了一种基于多PowerPC处理器高速信号处理系统的Host监控程序的设计和实现,该监控程序基于Solaris,实现了对雷达信号处理中间结果的实时监控和显示。该程序利用Host与PowerPC处理器间的共享内存实现了数据通信,利用多线程监控来获取多个处理器的运算结果,并使用GTK+提供的库函数建立了雷达监控系统的图形化界面,实现了对多个PowerPC处理器处理结果的显示和更新。其方法也可用作设计和实现其他目的的多处理器系统的监控程序的参考。     

一种机载高分辨率图像实时压缩系统的设计

为解决机载高分辨率图像的实时压缩问题,提出了一个基于FPGA+PowerPC的高分辨率图像实时压缩系统的设计方案。本系统主控采用PowerPC处理器,压缩芯片采用ADV202,用FPGA实现图像数据流程中各个环节控制,最终输出数据为高性能的静止图像压缩标准JPEG2000格式。     

高吞吐率低时延图像DCT处理器设计

针对高分辨率、高帧率图像实时压缩问题,设计了一种应用于高速图像JPEG压缩编码系统的离散余弦变换(DCT)处理器.设计的DCT处理器基于Virtex-7系列FPGA,充分利用并行和流水线处理技术,采用基于蝶形流图结构的行列分解算法,实现了快速二维离散余弦变换(2D-DCT).为了提高数据吞吐率,设计了双核DCT处理单元...     

星载SAR原始数据普适性分块自适应矢量压缩算法

传统矢量量化器的码本普适性差,需要在线更新,难以在星载SAR系统中实现.文中针对星载SAR原始数据的统计特性,以多维空间上的失真函数为代价函数,根据输入数据的联合概率密度函数设计得到了具有普适性的矢量量化码本,分析了原始数据矢量量化编码以及解码方案.在此基础上,深入研究了矢量量化级联熵编码方案的可行性以及码字索引在信道传输发生误码时算法的稳健性.实际数据处理结果表明,文中算法具有普适性,矢量量化码本的普适性使得码本可以进行离线设计,为矢量量化的星载实用化提供了理论指导.     

A universal adaptive vector quantization algorithm for space-borne SAR raw data

Codebook of conventional VQ cannot be generally used and needs real time onboard updating,which is hard to implement in spaceborne SAR system.In order to solve this problem,this paper analyses the characteristic of space-borne SAR raw data firstly,and then utilizes the distortion function of multidimensional space as criterion,and finally the adaptive code book design algorithm is proposed according to the joint probability density function of the input data.Besides,the feasibility of the new algorithm in cascade with entropy coding and the robustness of the algorithm when error occurs during transmission are analysed based on the encoding and decoding scheme.Experimental results of real data show that codebook deriving from the new algorithm can be generally used and designed off-line,which makes VQ a practical algorithm for space-borne SAR raw data compression.     

利用四参数Chirplet分解方法估计SAR多普勒调频斜率

提出了基于一个距离门信号的四参数Chirplet分解方法，估计合成孔径雷达(SAR)回波的多普勒调频斜率。距离压缩后的回波数据，每个距离门的信号都是由一系列的Chirp分量组成的。利用四参数Chirplet分解方法，能够检测出这一信号中的一个或几个Chirp分量，估算出多普勒调频斜率，其结果被应用于合成孔径雷达成像的方位压缩处理。仿真及真实回波数据的计算表明，无论在精度还是运算时间上，其结果都优于目前已有的实时估计方法。     

基于TMS320C6701的机载SAR方位向处理的实时实现

机载合成孔径雷达可以在载机飞行的同时获得高分辨率合成孔径雷达图像。由于合成孔径雷达成像具有很多原理性优点,它在军事和民用领域都取得了广泛的应用。方位处理是合成孔径雷达成像算法中重要的一步,由于算法本身的复杂性和雷达数据的高速率,方位向处理的实时实现具有很大的挑战性。介绍了自主研发的、采用TI C67 DSP作为核心处理芯片实现方位向处理的高速信号处理系统。通过优化的结构设计和软件流程,有效保证了硬件资源的利用效率,成功实现了设计目标。     

基于FPGA的SAR预处理器中FIR滤波器的实现

针对合成孔径雷达(SAR)预处理器的技术要求,提出了一种采用现场可编程门阵列器件FPGA并利用窗函数法实现线性FIR数字滤波器硬件电路的设计方案,并以一个16阶低通FIR数字滤波器电路的实现为例说明了利用Xilinx公司的Virtex-E系列芯片的设计过程。对于耗时且占资源的乘累加运算,我们给出了将乘累加运算转化为查表的分布式算法(DA算法)。设计的电路通过软件程序进行了验证和硬件仿真,结果表明电路工作正确可靠,能满足设计要求。     

一种全实时SAR方位向数字预处理滤波器的设计

利用机载SAR方位向预处理的基本原理，巧妙地将方位向FIR滤波和降采样相结合，从而提出了一种SAR方位向预处理实时快速算法的VLSI结构，并利用HDL语言将该结构综合在了一片大规模CPLD上，得以硬件实现，外围辅助其它单元电路，研制成功了面向地学高分辨率机载SARY方位向预处理分机。经过使用证明，该分机可以适用于多种波段的机载SAR系统，达到了满意的处理效果。     

FPGA片上PowerPC系统设计

针对星载合成孔径雷达数据压缩器接口非标准、功能测试复杂的特点,文中采用了嵌入式片上系统的思想开发了一种新型的辅助数据测试仪;该系统利用嵌入在FPGA中的PowerPC405处理器硬核完成数据传送功能,大大提高了系统集成度;利用FPGA的逻辑单元搭建存储器和外设控制器,从而提高了设计的灵活性;其应用结果表明系统数据传输稳定、可靠,并且可增加更多外设控制器以扩充辅助数据测试仪的功能,因而可移植性强.     

GPU支持的SAR影像几何校正大规模并行处理

目的几何校正(又称地理编码)是合成孔径雷达(SAR)影像处理流程中重要的一个步骤,具有一定的计算复杂度,需要用到几何定位模型。本文针对星载SAR影像,采用有理多项式系数(RPC)定位模型,提出了图形处理器(GPU)支持的几何校正大规模并行处理方法。方法该方法充分利用GPU计算资源强大及几何校正过程中每个像素处理步骤一致的特点,每次导入大量像素至GPU,为每个像素分配一个线程,每个线程执行有理函数计算、投影变换、插值采样等计算复杂度高的步骤,通过优化配置dim Grid和dim Block参数,提升GPU的并行性能。该方法通过分块处理实现SAR影像大幅面处理,且可适用于多个不同分块大小。结果实验结果显示其计算加速比为38 44,为全面客观地分析GPU并行处理的特点,还计算了整体加速比,通过多个实验分析影响整体加速性能的因素,提出大块读写提高I/O性能的优化方法。结论该方法形式简洁,通用性好,可适用于几乎所有的星载SAR影像、不同的影像幅面;且加速性能明显。     

基于多核DSP的星载并行遥感图像压缩系统设计与实现

随着星载遥感技术的不断发展,产生的遥感数据也变得日渐庞大,目前有限的通信带宽远不能满足遥感图像数据传输的需求。因此研究面向星载应用的图像压缩技术对空间应用技术的发展有着十分重要的意义。采用传统单核数字信号处理器（DSP）难以满足性能需求,而采用现场可编程门阵列（FPGA）则难以满足功耗需求,近年来随着硬件技术发展,多核DSP技术已经成熟,且在弹载场景已有比较成熟的多核DSP图像压缩解决方案,可供星载应用参考。基于多核DSP,即TI公司的C6678多核浮点DSP平台,构建一个并行图像压缩系统,并充分利用多核DSP的硬件资源。考虑星载遥感图像压缩对压缩质量、压缩速度等多方面指标都有着较高的要求,系统采用JPEG2000标准进行图像压缩,并且采用了主核负责外部通信与内部任务分配、从核执行JPEG2000图像压缩的设计方案。测试结果表明,该系统运行稳定可靠,且整体压缩性能优秀,能够满足对星载遥感图像压缩系统的性能要求。     

基于GPU的星载SAR多普勒中心频率估计处理技术

针对星载SAR多普勒中心频率估计算法复杂及运算量大的特点,基于GPU技术手段开展实时数据处理技术研究。选用Tesla C1060构建GPU专用科学计算平台,针对雷达卫星数据进行了数据处理实验,完成了系统结构设计。完成了多普勒中心频率估计算法分析\,基于CUDA编程模型构建以及MLCC算法优化设计等关键技术。结果表明:在不考虑全局拟合数据处理的情况下,实现了多普勒中心频率估计的处理速度达到Radarsat\|1卫星下行速率的12倍以上。为进一步进行精确的多普勒中心估计及实时SAR成像处理系统的研制提供了依据。