基于VxWorks的SAR任務管理系統軟件設計

唐黎江　劉浩　胥霜霞

【摘 要】本文介紹了VxWorks實時操作系統、SAR任務管理系統的相關內容，闡述并分析了SAR任務管理系統的組成和特點。根據SAR任務管理系統的功能，詳細介紹了SAR任務管理系統軟件的設計和實現過程，給出了軟件設計的流程圖，并通過在實際系統中的應用，驗證了軟件的可行性、可靠性和實時性。

【關鍵字】vxWorks；SAR；任務管理

中圖分類號： TP311.5 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）14-0045-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.019

Design of Software Structure of SAR Task Management System Base On VxWorks

TANG Li-Jiang LIU Hao XU Shuang-Xia

（CETC No.38 Research Institute， He fei 230031， Anhui， China）

【Abstract】This paper First introduces content of real-time operation system and SAR task managemment system.It explains and analyses the composition and characteristic of SAR task management. On the basis of the properties of function，this paper introduce detailedly the process of the design and the implement of software structure of SAR task managemment system，and software designed process is also given.The application of software in actual system proved the feasibility，reliability and character of real-time.

【Key words】VxWorks； SAR； Task management

0 引言

合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，簡稱SAR）是一種高分辨率成像雷達。其高分辨率、一體化的優良特性使其被廣泛用于戰場偵察、資源勘探、環境監察等多種領域，SAR在軍用和民用領域中起著越來越重要的作用[1]。

SAR任務管理系統是合成孔徑雷達任務執行的管理者，是SAR任務管理和時序控制的“大腦”。隨著SAR技術的發展，對SAR任務管理任務的多樣性、全自動化性、可靠性、可擴展性等方面提出了更高的要求。本文正是基于SAR任務管理對載機上安裝的多部SAR進行統一的任務管理和控制，從而實現對多部SAR設備的有效、可靠、獨立工作。

1 VxWorks實時操作系統的特點

VxWorks的內核Wind是一個具有較高性能的、標準的嵌入式實時操作系統內核，其特點為：實時多任務、搶占式任務調度等。相對于其他實時操作系統具有任務切換快、實時性高等特點[2]。

a）VxWorks系統具有較好的可剪裁的能力，可靈活進行資源配置。

b）VxWorks支持動態鏈接下載，方便調試，縮短了調試周期。

c）VxWorks具有良好的兼容性。方便移植，縮短了開發周期。

d）VxWorks是最早兼容POSIX1003.1b標準的嵌入式實時操作系統之一，同時也是POSIX組織的主要會員。

e）VxWorks具有很高的實時性。

2 系統功能

SAR任務管理系統是合成孔徑雷達任務執行的管理者和控制核心，系統框架如圖1所示。SAR任務管理系統通過通信處理模塊接收來自載機任務管理系統的人工干預任務列表，使用數據處理模塊對任務列表內容進行檢索和處理后，形成SAR任務管理系統的待處理任務；接收來自慣導/GPS系統的信息，使用數據處理模塊對慣導數據進行解析后，一方面將慣導數據輸入至波束調度模塊，實現對波束的計算和調整，另一方面將慣導數據輸入至回波參數中，發送至信號處理系統，完成圖像成像和動目標的檢測；SAR任務管理系統根據待處理的任務列表，使用任務管理模塊對任務進行逐級分解后執行，即向電源系統發送電源控制參數，向波束形成系統發送波束形成控制參數，向AD采集系統發送采集控制參數；在定時處理模塊中，檢測波束形成系統、AD采集系統、電源系統、信號處理系統的BIT信息和狀態信息，并將BIT信息和狀態信息組包后發送至載機任務管理系統。中斷處理模塊是指當SAR任務管理系統處于工作態，波位發生變化時，任務管理系統會產生波位中斷信號，根據中斷信息和波位信息，完成下一波位打碼控制的處理模塊。

3 軟件算法設計

基于vxWorks的SAR任務管理系統的系統軟件可以分為7個功能模塊：系統初始化模塊、通信處理模塊、數據處理模塊、波束調度模塊、任務管理模塊、定時處理模塊、中斷處理模塊。其中通信處理模塊是用于循環接收通信鏈路上數據的模塊，包括來自載機任務管理系統1553B總線數據；來自慣導/GPS系統的429數據；來自波束形成系統、信號處理系統、AD采集系統的網絡數據；來自電源系統的RS422數據；中斷處理模塊是響應任務管理系統上的波位中斷信號而完成波位打碼的模塊；系統初始化模塊、數據處理模塊、波束調度模塊、任務管理模塊、定時處理模塊等5個模塊在主函數中，流程圖如圖2所示。

由圖2可以看出，SAR任務管理系統軟件中的任務管理模塊是系統的核心模塊，該模塊是完成對安裝在載機上的多部SAR待機態、工作態、校正態、開機態、重演態下的任務管理，控制任務管理系統和SAR其他系統協同工作，產生全機時序，共同完成相應狀態下需要完成的任務。該模塊的處理流程圖如圖3所示[4]。

4 結論

基于VxWorks系統的SAR任務管理軟件采用C語言開發，具有良好的實時性。本文設計了基于vxWorks實時系統同時完成對機載多部SAR的任務管理，提高了系統開發效率?；谀K化的編程思想，大大提高了系統的通用性、擴展性、可維護性和可靠性。在預警雷達、搜索雷達等應用領域具有可繼承性，避免了重復勞動[5]。

【參考文獻】

[1]方志紅，張長耀，俞根苗.條帶SAR成像對偏航角最大誤差要求的理論分析.雷達科學與技術.2004.2：33-33

[2]孔祥營，柏桂枝.嵌入式實時操作系統VxWorks及其開發環境Torando，中國電力出版社.

[3]張全周.基于VxWorks的DCS現場控制站軟件設計與應用 電力學報，2008年12月，第23卷6期.

[4]唐黎江.機動式系留氣球測控系統軟件設計與實現機械與電子，2013-02-24.

[5]唐黎江.機載SAR監控軟件系統的設計與實現計算機光盤軟件與應用，2014-01-15.