基于RTOS的雷達陣面激勵器測試平臺設計

楊徐路 牟昱東 黃曉燕 彭松鵬 葉薇薇

摘要：本文介紹了一種基于RTOS系統的雷達陣面激勵器測試平臺，以滿足雷達陣面聯調時各種復雜工況中的調試需求，測試平臺具有操作性、可移植性、維護性好的優點。

關鍵詞：RTOS;測試平臺;激勵器

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0139-01

0引言

天線子陣是雷達陣面的基本組成單元，激勵器作為天線子陣的主要組成部分，擔負著向組件提供電源及微波激勵信號、解碼波控指令并控制雷達波束相位的任務，在單板級組裝完成或陣面級調試排故時，通常會使用工控機模擬波控發出控制指令及相應時序信號以驗證其輸出性能，同時將預置的移相衰減數據燒錄至激勵器中的Norflash中，以便工作時查找調用。傳統的工控機多使用電腦作為主控設備，在陣面調試時，受環境所限操作較為不便，本文針對此情況開發一款基TRTOS的雷達陣面激勵器測試平臺，平臺基于ARM公司的STM32F769NIH6芯片，在串口的基礎上，擴展了顯示屏觸控及網口等多種通訊方式，應用于多種調試場景，提高了測試平臺使用的靈活性，避免了調試受環境限制的影響，大大提高了調試效率。激勵器測試平臺原理框圖如圖1所示。

1測試平臺控制方案

測試平臺主要包括了顯控單元、數據處理單元、波形發生單元及F1ash燒錄單元。顯控單元以四英寸電容觸控屏作為命令控制與狀態顯示的顯控設備，主要通過MIPI聯盟的DSI接口與ARM芯片STM32F769NIH6完成通訊交互，同時為了適應不同的調試工況，平臺還配備了諸如以太網、USART等通訊接口，豐富的接口配置可以在不同的主控機之間靈活切換，滿足各種雷達的實際調試需求。數據處理單元主要用于接收顯控單元等傳來的控制命令，并將其按SPI協議格式發送給陣面激勵器，同時監測陣面激勵器的電壓、溫度、CRC校驗值等信息并PARS422電平串口回告給顯控單元以實時顯示單板狀態;波形發生單元主要用于產生陣面激勵器主控Mosfet的脈沖波形，從而驅動后端的TR組件;Fhsh燒錄單元則用于接收顯控單元傳來的燒錄命令，將預置的組件移相和衰減信息表通過sPI協議燒錄至對應激勵器的Norflash中，以供實際工作中對移相衰減數據的調用。

2硬件設計

測試平臺的核心控制器采用了ST公司的Cortx-M7系列的ARM芯片STM32F769NIH6，內置2MB Flash，542KB RAM，最高運行主頻可達216M。根據設計要求，平臺配置了MIPI DSI、SPll及USARTl用來完成數據處理及顯控單元的主體功能，同時將以太網及USART2作為通訊的冗余備份，并配置sPl2以完成Flash燒錄單元的功能，在此基礎上配備了定時器及PwMN塊以完成波形產生的功能。為了滿足系統狀態指示及復位的需求，還配置了按鍵及LED燈等硬件資源，具體框圖如圖2所示。

3軟件設計

測試平臺軟件基TRTOS操作系統設計完成，采用了搶占式多任務調度的方法，主要建立了用于控制及接收觸控屏數據的Framewin線程、用于接收串口指令的USART線程、用于產生Mosfet驅動信號的PWM線程、用于向激勵器發送波控碼的SP11線程以及向Flash燒錄數據的SP12線程。

優先級方面，為滿足對命令的實時響應需求，Framewin及USART線程處于最高優先級，PWM線程次之，并于PWM單周期計數完成后觸發sP11線程開始向激勵器發送波控碼，SPl2線程處于最低優先級;線程之間采用Eventflag協調同步，并使用MemoryPool傳遞數據。

4總結與展望

本文主要針對雷達系統調試工作中的各種復雜工況，提出了基于RTOS平臺的觸控式測試平臺方案，目前已應用于雷達陣面調試中，效果良好。

測試平臺具有操作性、可移植性、維護性好的優點，可在各型號中推廣使用。