[发明专利]基于计算中间件的雷达信号处理模块库的构建方法及应用

说明书

技术领域

本技术属于软件化雷达信号处理系统设计领域，也可以扩展到其他相关的信号处理领域，如声纳、通信等，涉及嵌入式系统开发中的中间件技术，具体指的是计算中间件技术。

背景技术

传统的雷达信号处理系统在设计上通常采用面向代码的定制开发的方法，系统设计者在设计一个雷达信号处理系统时通常需要面临手工编写代码，设计者不仅要编写信号处理算法本身而且还需要编写各处理器之间的通信程序，在数字信号处理中，通常存在多种硬件系统平台，传统的定制开发的方法所编写的集运算与通信为一体的代码往往缺乏通用性和平台可移植性；另外，在雷达信号处理中，通常可以将一种复杂的粗粒度的处理算法分割成多个细粒度的基本处理算法环节，而这种细粒度的基本处理算法可以组合成其他的粗粒度的雷达信号处理算法，这样，传统的面向代码的各运算环节一体化的开发模式，通常不具有代码可重用性，这种开发模式效率很低。

雷达信号处理系统的设计者需要一种具有通用化、模块化、参数化和可视化特点的雷达信号处理算法开发方式来代替传统面向代码的开发模式，这样能够极大的减轻用户程序开发的负担，大大提高雷达信号处理系统的开发效率和灵活性，使得用户可以专注于算法功能本身的实现与组合，同时无需编写任何处理器间通信程序，灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件，使得雷达信号处理任务能够在多处理器平台上实现灵活移植和应用。

中间件是位于平台（硬件和操作系统）和具体应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。中间件的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。在雷达信号处理系统中，可以使用不同的硬件平台，既可以有不同的硬件内部架构，也可以有不同的外部互连拓扑。若要在统一的集成开发环境中在不同的平台上开发不同的雷达应用系统，中间件的作用就是将异构的平台抽象成可配置的虚拟平台，使其提供统一的程序接口和通信服务。反之，从用户应用程序开发的角度看，中间件也可以为上层开发环境提供平台无关的信号处理接口和数据流通信接口以及任务对底层硬件的映射方法，使得用户软件的开发实现平台间可移植性，减小开发难度，缩短开发周期。

基于计算中间件技术的软件化雷达信号处理系统的处理算法模块化，就是以研究HPEC（High Performance Embedded Computing，高性能嵌入式计算）系统技术中间件（Middleware）标准的发展框架为背景，开发支持在PowerPC平台、集群平台以及多DSP处理器平台等多平台的可跨平台移植的通用雷达信号处理模块库。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种基于计算中间件技术的应用于软件化雷达中的通用雷达信号处理模块库的构建方法，采用该方法，雷达信号处理任务开发者可以构建一套较为完备的常用数学和雷达算法函数，该函数库能够提供基本运算和常用函数功能，同时屏蔽平台细节，向上提供面向功能的统一接口，完全独立于系统架构，具有平台无关性。另外，该模块库可以被自动代码生成器重用，自动转换成指定硬件架构的调用库。使用该方法，可以使雷达信号处理任务开发者专注于算法功能本身的实现，灵活、高效地开发和集成复杂的可以在多处理器平台上灵活移植的应用软件，执行效率与手工编程性能相近。

本发明的特征在于，是在计算机中依次按照以下步骤实现的：

步骤（1）：计算机建立通用的雷达信号处理函数模块库，其中包括：细粒度的基本数学运算函数模块库和粗粒度的常用雷达信号处理算法模块库，所述粒度是指对应的模块库中运算单元的细化或综合的程度；所述细粒度的基本数学运算函数模块库至少含有下述各个函数模块：幂函数、三角函数、矢量数学函数、矩阵数学函数、标准操作函数、统计操作函数、滤波操作函数、变换类函数、矢量实用函数以及包括版本检测在内的函数；所述粗粒度的常用雷达信号处理算法模块库至少含有下述各个算法模块子库：窄带常用处理算法、窄带长时间积累处理算法、宽带逆合成孔径雷达成像算法和空时二维算法在内的各模块子库；

步骤（2）：为所述的每个基本数学运算函数模块或常用雷达信号处理算法模块建立一个函数或算法具体实现文件；所述函数或算法具体实现文件包括注释段和代码段，其中所述注释段至少包括：模块或函数的名称、模块或函数的类别、模块或函数的功能描述、模块或函数的输入输出端口个数、输入输出数据类型、输入输出数据格式、模块参数列表、版权信息和版本信息；所述代码段包括：对该模块或函数相应的模块头文件以及实现该模块功能所必需的其他库文件的包含，以及函数或算法的具体实现代码；