[发明专利]一种综合化嵌入式信号处理系统

说明书

本发明属于嵌入式计算机系统设计技术，涉及一种综合化嵌入式信号处理系统。本发明中的信号处理系统由若干个微型预处理前端和一个信号处理平台组成，信号处理平台包括若干个信号处理单元和一个控制管理单元，微型预处理前端、信号处理单元分别通过光信号、电信号和控制管理单元中的高速交换网络互联。微型预处理前端深度嵌入到嵌入式应用系统的数据采集前端，完成数据的预处理，并通过高速光纤传输到信号处理平台，完成数据融合和信号处理。

技术领域：

本发明属于嵌入式计算机系统设计技术，涉及一种综合化嵌入式信号处理系统，此类信号处理系统主要包括：合成孔径雷达(SAR)、红外搜索和跟踪(IRST)以及威胁感知(DAS)等嵌入式信号处理系统。

背景技术：

目前，嵌入式信号处理应用中，前端数据采集传感器采集数据后，直接传送给信号处理系统，对数据传输带宽需求大；不同应用的信号处理系统之间软硬件资源均独立使用，信号处理系统中存在资源冗余和资源不足的矛盾，计算资源不能合理分配，系统计算资源利用率低；不同的信号处理应用的整个信号处理流中均采用独立的数据流通道，各信号处理系统在数据处理之前和过程中均无数据共享，数据的融合发生在数据处理完成之后，数据融合程度低；同时，随着嵌入式应用环境的日益复杂，信号处理数据量也不断增多，要求信号处理系统的计算能力随之提升，但传统的信号处理系统中前端数据传输接口、预处理算法单元和信号处理集成在同一单元上，不利于系统的扩展。

发明内容：

本发明的目的是：提供一种综合化嵌入式信号处理系统设计方案。(1)提高信号处理系统的灵活性和易嵌入性；(2)提供统一可调度的信号处理计算资源，提高系统计算资源的利用率；(3)降低数据采集前端和信号处理平台之间的数据传输带宽需求；(4)深化信号处理系统的数据融合程度；(5)增强系统的可扩展性。

本发明的技术解决方案是：

本方案提供一种综合化嵌入式信号处理系统，其硬件组成如图1所示，包括若干个微型预处理前端1和一个信号处理平台4，信号处理平台4包括一个控制管理单元2和若干个信号处理单元3。微型预处理前端通过SRIO总线和控制管理单元互连，信号处理单元通过SRIO总线与控制管理单元互连。

如图2所示，微型预处理前端1深度嵌入到数据采集前端中，完成数据的预处理，包括一个可编程逻辑单元、一个微处理器、若干个SRIO控制器和相应数量的光电转换接口。可编程逻辑单元、微处理器和SRIO控制器通过内部总线互联，基于SOPC实现，可编程逻辑单元中实现前端数据传输接口和预处理算法功能；

所述的微处理器是处理器硬核或处理器软核中的一种。

如图2所示，控制管理单元2负责系统的控制管理、实现系统的通信互联，包括一个控制管理CPU、若干个SRIO交换芯片、与微型预处理前端光接口数量相一致的若干个光电转换接口和若干个高速数据上传接口。控制管理CPU包括至少一个SRIO接口，通过SRIO接口和SRIO交换芯片互连，SRIO交换芯片至少包括12个SRIO端口，多个SRIO交换芯片之间进行互联；

所述的高速数据上传接口是PCIe、SRIO、FC或ARINC818中的一种。

如图2所示，信号处理单元3完成数据的融合和统一处理，包括两个多核DSP，两个多核DSP之间采用高速总线互连。多核DSP包括至少四个信号处理内核、若干个SRIO端口、若干个高速互联接口；

所述的高速互联接口是PCIe、Hyperlinks、SRIO中的一种。

本发明具有的优点效果是：本发明采用微型预处理前端灵活性高，易于嵌入到数据采集前端；预处理后传输数据，降低了传输带宽需求；提供统一可调度的计算资源，提高系统计算资源利用率；数据在信号处理平台统一处理，提高了信号处理系统的数据融合能力；微型预处理前端和信号处理单元通过交换网络互联，系统可扩展性强。

附图说明

图1是综合化嵌入式信号处理系统原理框图；