[发明专利]基于嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法，尤其涉及一种基于Rhapsody嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法。

背景技术

随着星载相控阵雷达信号处理系统的需求日益增加，系统的功能及复杂程度不断加大，软件质量已经成为影响产品性能的关键因素。继续采用纯手工、小规模封闭式的开发不可重用的软件方式将越来越难以满足客户对软件的需求，软件开发的自动化将成为未来软件发展的趋势。

目前国内外对星载相控阵雷达处理机的架构的研究比较广泛和深入，传统的结构化编程思路已广泛的应用于星载相控阵雷达处理机的软件设计当中。但当需要维护和重新运用以前的软件代码到新的产品中，大量的累同功能需要重新编码，无法满足当前的开发进度需求。

目前国内有论文题目为“基于Rhapsody的雷达仿真系统实现”和“基于Rhapsody的嵌入式无人机飞控软件系统建模与验证”，但其应用领域均在雷达仿真和无人机领域，没有将其应用到星载相控阵领域，同时也未利用Rhapsody自身的中断驱动框架进行开发。

由于星载相控阵雷达的快速发展，更多的雷达功能在数字化领域表现为类似的软件代码和相同的数据处理方法。如何让这些相似的代码和方法统一于一个通用的框架使得未来雷达信号处理机的软件开发专注于功能扩展而非如今的重复编码成为了一个亟待解决的问题。同时随着星载相控阵雷达所具备的功能越来越多，软件日趋复杂，因此采用原有的结构化编程难以集成形成一个较为复杂的系统。

发明内容

本发明提供一种基于嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法，充分利用Rhapsody的中断驱动框架的状态跳转优势，将星载相控阵雷达处理机的功能进行状态分解，同时将状态跳转和数据处理分离，充分利用面向对象的思想，实现数据处理的流水形式，提高了数据处理速度，同时提高了代码的可维护性，可扩展性和可移植性。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、将信号处理的硬件架构进行功能的划分，划分成数据处理模块和控制通信模块；

控制通信模块充分利用Rhapsody嵌入式系统自带的UML模块化语言，设计雷达处理机完成任务所需要的任务状态图，而数据处理模块则利用硬件的流水结构充分提高数据处理的实时性，整个框架引入消息等待机制，使得两大模块协调共存，有序工作；

步骤2、利用统一建模语言UML建立状态控制处理器的状态控制流程，对星载相控阵雷达进行功能划分，进行状态机的控制；

步骤3、利用中断驱动框架IDF与硬件的接口函数实现与相应的硬件的适配能力，使得UML语言能够运行于具体的硬件结构中；

步骤4、建立消息驱动机制，即利用消息循环队列，同过收发消息的形式实现握手通信，利用通过状态控制处理器自身的链路口发过来的链路口信息进行解析，数据处理器根据外部状态和数据解析结果，对进行数据处理的数据处理器进行消息响应机制的编码，使其实现响应状态控制的数据处理请求的基本功能，实现状态控制处理器对外设设备的控制；

步骤5、结合中断驱动框架，应用Rhapsody嵌入式系统自动生成代码，使其运行于状态控制处理器当中。

本发明的有益效果：

1、手工输入的代码明显减少，按照UML建模的规范建立了图形化的系统模型，自动生成70%以上的代码；

2、数据处理模块应用了流水结构，系统实时性得到较大的提高；

3、程序框架可扩展性强，当软件功能需要改动时，仅需要在状态管理模块调整状态跳转形式便可；

4、程序框架可继承性强，当后期星载相控阵雷达项目中可以继承大部分的程序代码，有效避免了重复开发。

附图说明

图1是本发明所涉及的硬件原理框图；

图2是星载相控阵信号处理机中状态控制模块的顶层UML结构图；

图3是本发明的框架与硬件之间的层次结构关系；

图4是软件框架中的两个类与外围设备的交互关系图；

图5是信号处理模块任务分配图。

具体实施方式

以下根据图1～图5，具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种基于嵌入式系统框架的星载相控阵信号处理架构设计方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、将信号处理的硬件架构进行功能的划分，划分成数据处理模块和控制通信模块。