基于G4平臺的嵌入式VxWorks系統在雷達信號處理中的應用

在一個CP I周期內，第一個陰影部分表示當前節點前42個主觸發周期內A /D采樣完成后由FIFO的DMA傳數到節點內存的時間，第二個陰影部分是后42個主觸發周期內A /D采樣完成后由FIFO的DMA傳數到節點內存的時間，但是由于采用DMA傳輸方式，不會占用CPU處理時間(除了中斷來時很短暫地打斷CPU的處理) ，相鄰節點的數據傳輸率比相對節點的傳輸率高。

任務劃分

劃分任務的原則是能夠在每個CPI周期內實時的接收雷達終端控制命令，并能接收經過A /D采樣的正交I、Q兩路回波信號，最后及時地把處理完成后的目標信息數據傳給雷達終端。節點1負責接收本節點的A /D采樣數據和進行數字信號處理，并把處理后的目標信息數據和節點2、3和4傳來的目標信息數據傳到VME空間，通知雷達終端及時取走數據。因此在節點1 上劃分為6個任務:從節點4接收A /D采樣數據任務，優先級最高； 接收節點2、3和4的目標數據并能及時送給雷達終端的任務優先級較高， 3個任務的優先級相同；系統開機和模式轉換時查詢命令任務的優先級次高，能及時響應命令并能送給節點4，重新對ICS - 554進行新的工作模式的配置；信號處理任務的優先級最低，它能保證本節點數字信號處理完成的同時，不會影響其它任務的數據傳輸。

節點4主要完成管理ICS - 554 A /D數據采集和查詢模式碼。數據采集任務配置ICS - 554 AD傳送采集后的數據到本節點和其它節點，并通知它們開始處理數據，該任務的優先級最高；模式切換任務在模式切換時，接收節點1發來的控制命令并根據模式碼對A /D進行編程控制，該任務的優先級次高；信號處理任務保證節點4在接收到新的一幀數據來之前必須完成前一幀數據處理，每個CPI周期內，A /D每采集44個主觸發周期的數據后，產生的中斷要打斷信號處理任務2次，造成該任務切換頻繁，信號處理時間拉長，因此編寫算法程序時一定要考慮節約處理時間，最后向節點1發中斷請求，通過DMA方式把目標數據傳給節點1，再傳給雷達終端，該任務的優先級最低。

節點2和 3接收A /D 數據采集任務的優先級最高，并在此任務中查詢模式碼。信號處理任務的優先級最低，處理完成后的目標數據通過DMA方式傳到節點1，再傳給雷達終端。該雷達信號處理涉及多種工作模式，這里只介紹了一種簡單工作模式任務劃分，其它模式的任務劃分不在此贅述。

開發中應注意的主要問題

在開發過程中，由于采用了RMP庫，它與ICS -554的驅動程序沖突，導致ICS - 554不能正常工作，并且RMP庫的通用性強，占用的系統資源多，實時性也相對較差。在實際應用中作者根據具體開發的需要充分利用G4節點間中斷握手和共享內存的特點，開發了適合自己的節點間通信庫，提高了資源的利用率并降低了通信時間，提高了數字信號處理實時處理能力。

數字信號處理庫最好選用IXLibs- AV，該庫和VSIPL庫都針對MPC7410的AltiVec技術進行優化編寫的。IXL ibs- AV 庫函數涉及矢量運算更底層些，處理速度比VSIPL 更快，但對程序員的要求較高； VSIPL 庫通用性較高，對程序要求低，但是處理速度較慢，并且在運行過程中， VSIPL 庫有時會把G4板上引導FALSH中的引導程序沖掉，導致G4板不能啟動。

節點間的通信盡量采用“寫”方式，寫數速度比讀數速度快；并且往相鄰節點寫數速度比相對節點寫數快， ICS - 554的DMA引擎從F IFO傳輸數據到本節點速度最快；節點間通信時避免總線沖突。

G4板上各個節點的處理程序最好是獨立、不相同的，不但占有的系統資源少而且處理速度快； 4個節點處理程序既可以從節點1上的User Flash中引導，也可以從各自的User Flash中引導。G4板元器件密度大，發熱量大， G4板的散熱處理是平臺穩定、可靠工作的前提條件。

結束語

通過G4硬件平臺和搶占式多任務VxWorks實時操作系統的結合使用，成功地實現了某雷達系統的實時數字信號處理，這種解決方案也可在聲納、通信等要求極高的數字信號處理領域中推廣使用。