近年来人们越来越重视海洋所蕴含的经济价值,进一步加大对海洋的开发利用。为了有效地对海洋资源进行探测和开发,需要对整个海洋地形地貌进行全面的了解。侧扫声纳作为一种主动声纳,其利用海底反向散射可以构建海底的地形地貌信息,促进了海洋资源开发的进程。因此开发具有实时性的侧扫声纳系统就有了非常重要的意义。本文在详细分析了侧扫声纳的基本原理、脉冲压缩技术、匹配滤波器原理以及ZYNQ技术之后,提出并设计了基于ZYNQ的侧扫声纳信号处理系统。本文的主要研究工作与成果归纳如下:(1)通过详细分析侧扫声纳信号处理过程的计算量和存储量,同时根据FIR数字低通滤波器、CIC抽取滤波器以及匹配滤波器的设计原理,分别设计了数字正交解调、低通滤波器、抽取滤波器和匹配滤波器计算单元。另外针对整体的工作流程,设计了多核异构计算平台的数据传输方案,有效地解决了数据传输的高带宽问题。(2)本文首先设计了侧扫声纳信号处理硬件系统,然后设计了一种软件与硬件相结合的信号处理方法,主要包括用Verilog HDL硬件描述语言设计的信号发射、信号接收同步、自定义读取DMA、数字正交解调、低通滤波器、抽取滤波器、匹配滤波器以及自定义存储DMA等IP核,接着在双核ARM处理器上实现工作流程控制、命令通讯和数据调度等功能,最终利用ZYNQ多核异构计算平台的优势,提高了整个侧扫声纳系统的信号处理速度。(3)根据前面设计的侧扫声纳信号处理系统,搭建整机系统进行调试和实验。首先完成了数据传输模块测试,验证多核异构计算平台的数据读取和存储功能;然后模拟声纳回波数据进行信号处理算法验证,实验结果表明可以快速处理数据;最后分别在水槽和水池中进行整机系统联调,验证了发射信号、接收同步信号以及整机系统工作流程。