基于国产DSP的通用信号处理平台软件的设计与实现

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随着现代信号处理算法的快速发展,应用场景的日益复杂,信号处理算法复杂度逐渐提升,迭代速度日益加快。传统信号处理平台硬件及软件定制化的设计难以适应算法的快速迭代,许多新兴算法应用到工程中需要较长的开发周期,这阻碍了实验算法到工程算法的转化速度;同时复杂的国际形势使得信号处理硬件平台面临国外技术封锁的潜在威胁。因此,研究一种可以满足各种信号处理算法要求、可以快速开发部署的国产通用化的信号处理平台软件具有重要意义。本文基于国产FT-M6678 DSP,设计并实现了一套通用信号处理平台软件,旨在提供一个通用化平台软件,可以快速实现和部署信号处理算法,减少算法工程化的开发难度,加快算法工程实现的速度。本文在充分调研了信号处理平台的软硬件平台现状后,简要介绍了通用信号处理平台的软硬件基础,明确了信号处理平台的通用化实现方式,设计并实现了平台软件工程和应用算法工程。通过平台软件工程将各核心虚拟化成等价的计算节点,屏蔽不同核心的差异;通过应用算法工程模版实现了各种算法的快速开发;通过平台软件工程对应用算法工程的动态加载和卸载,实现了各算法的快速部署与更换。相较于传统信号处理平台,动态加载和卸载提升了硬件平台的通用化程度,模板化开发极大的提升了新算法的工程开发效率。同时优化了部分计算库函数,为算法移植提供了高效的基础运算库。最后为了验证平台软件的通用性和正确性,使用本文开发的通用信号处理平台软件实现并部署了卫星扩频通信与跟踪算法流程,此算法包含数字波束形成算法、直接扩频序列解扩算法、单脉冲测角算法,实现了在低信噪比环境下的解扩与测角;同时使用中间结果上报功能绘图与存数,验证了软件计算结果的正确性。通用信号处理平台软件在设计过程中主要考虑了通用化和国产化。通过通用化设计,减小了算法开发难度,扩宽了信号处理平台软件的适用范围。通过采用国产软硬件环境,确保了通用信号处理平台软件的自主可控。
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