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便携式雷达信号处理机的设计与实现

作　者: 贺鸿飞
导　师: 杨晓波；孔令讲
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 信号处理机 超宽带穿墙雷达 DSP FPGA 双口RAM
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着超大规模集成电路技术、微电子技术、数字信号处理技术及计算机技术的发展,雷达越来越向小型化、智能化、多功能化的方向发展,便携式雷达便是其中的一个发展方向。便携式雷达普遍具有探测距离短、实时性高、分辨率高、运算量较小、重量轻等多个相同的特点,因此,其硬件系统中的信号处理机具有通用性。本文以“超宽带穿墙探测雷达”为应用背景,对便携式雷达信号处理机的通用平台进行设计与实现,所涉及到的工作主要包括以下内容:1.硬件系统设计:完成系统功能要求分析;对关键器件进行选型;设计系统结构并确定系统方案;对方案进行可行性分析。2.硬件电路设计:设计信号处理机各个模块的硬件电路;设计PCB板,包括叠层设计、布局和布线;绘制PCB板。3. DSP软件开发:采用中断控制和DMA传输的方式完成DSP从双口RAM中读取数据或往双口RAM中写入数据的设计;设计DSP与其它模块的通信方式;开发定位模式下的算法软件。4. FPGA部分接口设计:设计了中心控制器的总体架构;对双口RAM接口和从属FIFO接口进行设计与仿真,分别实现了FPGA与双口RAM和USB之间的数据传输与通信。5.硬件系统调试:调试信号处理机硬件系统的各个模块,并验证其能够正常工作。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 国内外研究动态  10-11
    1.2.1 国外研究动态  10-11
    1.2.2 国内研究动态  11
  1.3 雷达信号处理的发展状况  11-13
  1.4 本文的主要工作  13-14
第二章 步进变频穿墙探测雷达基本原理  14-20
  2.1 回波模型  14-15
  2.2 工作原理  15-18
  2.3 目标检测  18-19
  2.4 目标定位  19
  2.5 小结  19-20
第三章 信号处理机的系统结构设计  20-32
  3.1 穿墙探测雷达整机系统结构  20-21
  3.2 信号处理机的系统结构设计  21-31
    3.2.1 设计要求  21-22
    3.2.2 设计思路  22-23
    3.2.3 主要器件选型  23-28
    3.2.4 方案确定  28-29
    3.2.5 方案可行性分析  29-31
  3.3 小结  31-32
第四章 信号处理机的硬件电路设计  32-45
  4.1 DSP 模块电路设计  32-35
    4.1.1 总线挂接SDRAM 与FLASH 设计  32-33
    4.1.2 链路口设计  33
    4.1.3 通用FLAG、外部中断IRQ、外部DMA 设计  33-34
    4.1.4 DSP 仲裁信号处理  34
    4.1.5 JTAG 接口设计  34-35
  4.2 FPGA 模块电路设计  35-36
    4.2.1 配置电路设计  35-36
    4.2.2 通用I/O 接口设计  36
  4.3 双口RAM 电路设计  36-37
  4.4 USB 模块电路设计  37-39
    4.4.1 从属FIFO 接口设计  37-38
    4.4.2 EEPROM 引导加载设计  38-39
  4.5 电源模块设计  39-40
    4.5.1 设计要求  39
    4.5.2 电源芯片选型及供电设计  39-40
  4.6 时钟模块设计  40-41
  4.7 复位模块设计  41
  4.8 PCB 设计  41-44
    4.8.1 PCB 叠层设计  41-42
    4.8.2 元件布局设计  42-43
    4.8.3 布线  43-44
  4.9 小结  44-45
第五章 定位模式下的DSP 算法软件开发  45-60
  5.1 软件开发系统及开发流程介绍  45-46
    5.1.1 开发系统  45-46
    5.1.2 开发流程  46
  5.2 C/C++与汇编语言混合编程  46-48
    5.2.1 编程语言选择  46-47
    5.2.2 混合编程的接口规范与标准  47-48
  5.3 算法软件开发  48-59
    5.3.1 算法DSP 流程  48-49
    5.3.2 头文件及链接描述文件设计  49-51
    5.3.3 DSP 初始化  51-53
    5.3.4 获取参数  53-54
    5.3.5 待处理数据输入  54
    5.3.6 数据处理  54-58
    5.3.7 运算结果输出  58-59
    5.3.8 验证DSP 运算结果  59
  5.4 小结  59-60
第六章 硬件系统调试及FPGA 部分接口设计  60-76
  6.1 硬件系统调试  60-65
    6.1.1 电源、复位及时钟电路调试  60-62
    6.1.2 DSP 模块调试  62-63
    6.1.3 FPGA 模块调试  63
    6.1.4 双口RAM 调试  63-64
    6.1.5 USB 调试  64-65
  6.2 FPGA 部分接口设计  65-74
    6.2.1 中心控制器总体设计  66-68
    6.2.2 双口RAM 接口设计  68-71
    6.2.3 USB 从属FIFO 接口设计  71-74
  6.3 相关照片  74-75
  6.4 小结  75-76
第七章 全文总结  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-80
攻硕期间取得的研究成果  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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