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本文对应用于水声信号处理中的DSP系统——多波束阵列处理器系统的设计和研制进行了初步的探讨和研究。本文所作的主要工作有: (1)对本系统所运用的波束形成算法——正交波束形成算法进行了系统的分析和仿真。并在此基础上,分析了该算法在DSP处理器中的实现以及运算量的初步简化,估算了该波束形成算法所要求的硬件系统载荷——运算量(计算周期)、采样率以及数据存储量。 (2)根据本系统的多个工作频率的特点,分析了各个工作频率的输入信号波束形成时造成相互干扰,以及对波束形成算法的影响(如在DSP处理器中的实现的运算量、波束结果的质量等),提出相应的软件和硬件解决方案——多DSP阵列处理和二次低通滤波,并进行了理论仿真。 (3)在理论分析和仿真的基础上,确定了硬件系统的主要工作参数(采样率、运算量、数据抽取率及存储单元量等),并据此提出了系统硬件设计方案——流水线并行操作的多DSP阵列处理系统。 (4)在硬件设计的基础上,提出了在本系统中实现时序和逻辑控制的软件(不包括正交波束形成算法的实现)设计方案(包括系统中断系统的设计和系统的bootload设计)。在此基础上,结合系统硬件的设计方案,分析和讨论了本设计系统的实时性。 (5)讨论了本DSP系统的软、硬件调试方法,并详细地讨论了在系统总体调试时,出现的各种问题——如A/D器件引起的输入模拟信号的直流偏置、波束形成过程中由于数据抽取引起的频谱混叠,解释和说明各种问题出现的原因,并提出了相应的解决方案。 根据水池和外场实验结果,本系统具备了很好的系统性能。