基于G4平臺(tái)的嵌入式VxWorks系統(tǒng)在雷達(dá)信號(hào)處理中的應(yīng)用

引　言

在雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理中，其主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)流量大、運(yùn)算量大和處理的實(shí)時(shí)性，單片高性能的DSP芯片也不能滿足處理要求，必須采用多DSP板作為數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)。開發(fā)復(fù)雜的多DSP板硬件平臺(tái)需要投入大量的人力而且開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較大，購(gòu)買專業(yè)公司開發(fā)的穩(wěn)定、可靠的通用數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。設(shè)計(jì)人員只需致力于信號(hào)處理算法的研究，利用高級(jí)語(yǔ)言編寫算法軟件來完成系統(tǒng)要求，從開發(fā)復(fù)雜的硬件平臺(tái)中解脫出來，降低了整個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，縮短了開發(fā)周期。本文介紹一種通用的G4數(shù)字信號(hào)處理硬件平臺(tái)，該平臺(tái)選用基于搶占式多任務(wù)VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為平臺(tái)的操作系統(tǒng)，它能管理各種獨(dú)立任務(wù)的執(zhí)行，每個(gè)任務(wù)能及時(shí)響應(yīng)外部事件并且能及時(shí)處理。它為整個(gè)雷達(dá)信號(hào)處理能實(shí)時(shí)完成處理提供了很好的系統(tǒng)軟件支持。

G4硬件平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

G4平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)
G4 DSP功能框圖如圖1所示。

圖1　G4 DSP功能框圖

如圖1 所示，G4 硬件平臺(tái)是一塊由4 片CPU組成的數(shù)字信號(hào)處理板， CPU是摩托羅拉公司PowerPC系列MPC7410 RISC的微處理器，處理器支持對(duì)稱多處理器技術(shù)( SMP) ，內(nèi)核時(shí)鐘500 MHz，包含多個(gè)運(yùn)算處理單元，支持哈佛結(jié)構(gòu)和指令流水線操作，具有SIMD特點(diǎn)，在一個(gè)時(shí)鐘周期可執(zhí)行8條指令；集成了128bit AltiVec執(zhí)行單元，14 GFLOPS數(shù)據(jù)處理能力，能夠快速地完成卷積、FIR 濾波器和FFT等數(shù)字信號(hào)處理算法；內(nèi)部總線是60X總線(32位地址總線和64位數(shù)據(jù)總線) ，100MHz的外圍設(shè)備總線速度，包含32kbyte一級(jí)指令Cache和數(shù)據(jù)Cache， 支持最高2Mbit的外部L2 CACHE，支持多種內(nèi)存尋址的內(nèi)存管理模式。每一個(gè)處理器與外圍I/O 接口通信通過CPC710 橋的PC I總線實(shí)現(xiàn)，處理器間通過64 bit、66MHz Intel 21555非透明PCI橋互聯(lián)，其峰值帶寬為528Mbyte / s。