基于BWDSP100的點跡處理算法實現

韓 燕 雷遠宏

（中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽 合肥230088）

0 引言

隨著國產化武器裝備的迫切需求，雷達裝備的自主可控提上日程。雷達裝備的國產化主要在于雷達系統中的核心處理器芯片的自主可控。隨著國家和相關企業對集成電路產業的大量投入，中國集成電路產業得到了快速發展，產生了大量性能優異的芯片產品。中電38所自主研發的高性能通用DSP“魂芯一號”（BWDSP100）就是其中的典型代表?！盎晷疽惶枴盌SP在性能方面要優于國際同類產品，同時相關配套開發軟件已經成熟，完全可以實現國產芯片在核心信號處理芯片DSP上的自主可控。

雷達系統的主要任務就是對目標進行精確的探測和跟蹤。 在雷達數據處理中,點跡處理是航跡數據處理的前提，對目標的準確檢測起到了關鍵作用。

本文通過分析經過脈沖壓縮、濾波、恒虛警檢測后的雷達回波特性，對雷達回波進行頻道選大、距離凝聚和方位凝聚，提取出目標在速度、距離、方位上的有效參數。并以BWDSP100為開發平臺,給出了一種點跡處理實現方案，經過實際工程驗證,該方案達到了良好的檢測效果,證明了其在現代雷達中的實用性。

1 BWDSP100硬件平臺

BWDSP系列處理器由中國電子科技集團公司第三十八研究所研制，可廣泛運用于各種高性能計算領域，如雷達信號處理、電子對抗、精確制導等領域。其中，BWDSP100是一款32位浮點DSP，同時兼容16位和32位定點數據格式，具有強大的并行處理能力，能較好地滿足高速實時信號處理的應用要求。

BWDSP100處理器是一款32bit靜態超標量處理器，采用16發射、SIMD架構。處理器指令總線寬度為512bit；內部數據總線采用非對稱全雙工總線，內部數據讀總線位寬為512 bit、內部數據寫總線位寬為256bit；工作主頻500 MHz，指令周期2ns。內部包含4個基本執行宏，每個執行宏由8個算術邏輯單元、4個乘法器、2個移位器、1個超算器以及1個通用寄存器組組成。完全滿足本文中點跡處理算法對DSP平臺的要求[1]。

2 點跡處理算法及實現

點跡處理流程主要包括頻道選大處理、距離凝聚處理、方位凝聚處理[2-5]。在實現上，采用以C語言為基本框架，BWDSP100匯編語言編寫核心模塊的架構完成整個處理流程。

2.1 頻道選大實現流程設計

根據每個波束的目標落在多個頻道的幅度值不同，選出幅度值最大所在的頻道號和相鄰頻道號，以及對應的幅度值。然后根據當前波束的幅度值來比較相鄰波束的幅度值，找出波束之間的包絡峰值。

多普勒求解是根據目標最大幅度值落在對應頻道號找到相鄰頻道號，以及對應的幅度值，然后根據每個頻道代表不同多普勒采用相應算法計算得到目標多普勒速度，通常采用求極值法、質心算法。頻道選大實現流程圖如圖1所示。

2.2 距離凝聚實現流程設計

距離凝聚算法根據同一方位每個波束的目標落在多個距離項上的幅度值不同，選出幅度值最大所在的距離單元和對應的幅度值。同時對該目標的起始距離和結束距離單元進行有效判別。

圖1 頻道選大實現流程圖

圖2 距離凝聚實現流程圖

圖3 方位凝聚實現流程圖

2.3 方位凝聚實現流程設計

方位凝聚實現前需完成水平波束方位相關處理。水平波束方位相關處理是指同一批目標在距離、多普勒、高度等條件相同的情況下，相鄰方位間的相關存儲。水平波束方位相關分為波束內相關和波束外相關，其原理相同。對于相關上的目標，要進行起始準則判別，對于沒有相關上的目標要進行結束準則判別。

根據多個重復周期之間相關上的點跡參數信息并滿足開始結束準則，選取幅度值最大所在的方位信息和對應的幅度值。同時對該目標的起始方位和結束方位單元進行有效判別，方位凝聚算法包括求方位中心算法，求方位質心算法，方位內插算法，根據系統性能的需求，可以采取不同算法方式求方位信息。方位凝聚實現流程圖如圖3所示。

3 結束語

本文主要針對目前雷達裝備國產化的需求，給出了一種以BWDSP100為開發平臺的雷達點跡處理實現方案。經過實際工程驗證,該方案達到了良好的檢測效果,證明了其在工程應用中的可行性。

［1］BWDSP100軟件用戶手冊[Z].

［2］雷遠宏.地面常規雷達體制下的點跡凝聚算法分析[J].硅谷，2012，7：177-178.

［3］[美]Merrill I.Skolnik.雷達手冊[M].王軍,林強，等，譯.北京：電子工業出版社，2003.

［4］周喃.一種基于三坐標雷達的點跡凝聚方法[J].雷達與對抗，2013，33(4)：46-50.

［5］董巍.基于VxWorks的雷達點跡數據處理系統的設計與實現[J].信息化研究，2009(9)：26-28.