基于ARM的雷达信号处理系统的研究

论文摘要

随着信息技术的飞速发展,人们对数据采集、信号处理的要求越来越高:不仅要求高速、高精度和高实时,还要求数据采集,处理设备便携化、网络化和智能化,并具有友好的人机界面。传统的8/16位单片机因资源极度受限,难以满足上述要求;而传统的信号处理过程都是依赖于PC完成,则存在着安装麻烦、价格昂贵且电磁兼容性差等缺点。嵌入式系统是一个快速发展的领域,嵌入式系统的研究内容涉及到计算机学科的各个方面。将嵌入式系统引入雷达信号处理系统,能极大的提高系统的实时性和灵活性。本文的研究正是基于ARM的雷达信号处理系统。本文在对线性调频连续波雷达测速测距研究的基础上,讨论了一种软硬件配置灵活、结构精简的雷达信号处理系统,其硬件平台以ARM处理器,可编程逻辑器件FPGA,和DSP为核心,扩展了UART、LCD、网口、IDE、触摸屏、PS/2和USB等外围接口,可实现对线性调频连续波雷达回波信号进行数据采集、脉冲压缩、恒虚警检测、航迹相关,航迹显示等处理,相关数据的存储。在软件设计方面,完成Bootloader,Linux2.4操作系统在系统上的移植,在此基础上对实现了对网口、IDE、LCD等模块的驱动程序编写,并在MiniGUI上进行基于显示终端需求的图形用户界面开发。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究背景和发展概况
• 1.1.1 嵌入式系统与雷达信号处理的发展过程
• 1.1.2 嵌入式系统的特点及体系结构
• 1.1.3 嵌入式Linux操作系统
• 1.1.4 嵌入式系统在数字信号处理系统中的应用
• 1.2 论文的研究内容及章节安排
• 2 线性调频连续波雷达信号分析
• 2.1 引言
• 2.2 线性调频连续波雷达测速测距基本原理
• 2.3 线性调频连续波雷达信号处理的仿真
• 2.4 恒虚警检测技术
• 2.4.1 单元平均恒虚警检测器
• 2.4.2 恒虚警检测后目标合并算法
• 2.5 本章小结
• 3 系统的硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统的总体模块设计
• 3.3 CPU模块设计
• 3.3.1 ARM处理器
• 3.3.2 存储部分设计
• 3.3.3 通信接口模块设计
• 3.3.4 人机交互系统模块
• 3.4 FPGA模块设计
• 3.5 DSP模块的实现
• 3.5.1 DSP处理器
• 3.5.2 DSP模块设计
• 3.6 电源系统
• 3.7 PCB布局
• 3.8 本章小结
• 4 系统的软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 交叉编译环境
• 4.2.1 嵌入式系统的软件开发流程
• 4.2.2 交叉编译环境的特点
• 4.2.3 交叉编译环境的搭建
• 4.3 Bootloader及移植
• 4.3.1 Bootloader简介
• 4.3.2 Bootloader的主要任务与典型结构框架
• 4.3.3 VIVI的移植
• 4.4 Linux内核的移植
• 4.4.1 ARMLinux的内核结构
• 4.4.2 ARMLinux内核移植实现
• 4.5 Linux驱动程序
• 4.5.1 设备驱动程序的特点
• 4.5.2 Linux设备驱动的结构
• 4.5.3 显示屏的驱动编写
• 4.5.4 IDE设备驱动的编写
• 4.5.5 网口驱动
• 4.6 本章小结
• 5 FPGA设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 FFT模块的实现
• 5.2.1 功能简介
• 5.2.2 系统时序
• 5.2.3 实现输入数据率转换双端口RAM
• 5.2.4 FFT核的实现
• 5.2.5 实现输出数据率转换双端口RAM
• 5.3 与CPU的逻辑接口实现
• 5.4 SDRAM的逻辑接口实现
• 5.4.1 SDRAM的操作
• 5.4.2 SDRAM控制器功能实现
• 5.4.3 读写数据操作
• 5.5 本章小结
• 6 系统调试
• 6.1 引言
• 6.2 系统硬件调试
• 6.3 软件调试
• 6.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献