基于FPGA的并行数字脉压设计

在超宽带雷达接收系统中,对超大带宽、高数据率和大数据量的基带信号处理,并不再适合采用传统的基于DSP芯片的低速率串行脉压方式.在数字中频接收系统中基于FPGA实现并行多相滤波数字下变频与并行数字脉压的综合设计,采用并行多相FFT和频率抽取IFFT的算法架构,多个并行基带信号同时进行脉压运算,相比传统串行方式能够大大提高处理效率.将数字脉压由雷达信号处理系统提前到数字中频接收系统实现,并基于FPGA实现并行高效处理,对优化雷达系统的接收及处理架构具有重要意义.     

平稳随机信号参数分析在遥测系统速变参数处理中的应用

随机信号参数分析已在遥测系统中应用。据本分析,其基本处理流程是数据分道,时域处理,频域处理、通过 FFT 和逆 FFT 进行幅频谱估计和自/互功率谱估计,最后通过绘图仪输出结果。平稳性检验准则是 Run Test,对平稳检验作了较详细的讨论。给出数学式。对有关的偏差及其校正作了说明。结果表明,利用微机对多种遥测体制的数据进行分道,形成统一的数据文件,供时域分析和频域分析之用,这是可行的,并有一定的校正错误的功能。本法在型号中已取得较好的效果。     

FPGA实现高速全并行DFT／IDFT处理器的设计

文章介绍了采用Xilinx公司的Virtex4系列FPGA设计高速接收机中的DFWIDFT处理器的实现方法及技巧。充分利用Virtex4芯片的硬件资源,减少复杂逻辑,采用流水方式对复数数据实现了数字下变频、加窗、DFT、滤波、IDFT等运算。整个设计采用流水与并行方式,尽量避免瓶颈的出现,提高系统时钟频率,达到高速处理,满足高速解调的要求。     

基于LTCC技术的星载Ku频段接收机下变频通道

利用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,简称LTCC)技术,设计制作了一种可应用于星载Ku频段接收机的下变频通道。该通道将放大器、混频器、滤波器等芯片或器件利用LTCC基板集成技术集成在多层LTCC基板内,实现了接收机的下变频通道中各个模块电路间的紧凑连接与集成。测试结果表明,下变频通道电性能满足指标要求。其尺寸为65mm×43mm×8.5mm,重量仅为76g。     

S698PM宇航芯片的软件支持及信息处理性能测试

综述了面向宇航应用的S698PM宇航处理器芯片的软件支持,设计了嵌入式操作系统VxWorks的板级支持包BSP软件,分析了BSP包中多核的任务调度机制和中断管理。本文还给出了S698PM的性能测试数据,测试结果表明S698PM性能优越。最后通过一个FFT算法的应用实例展现了S698PM的并行计算处理能力。     

基于国产抗辐照器件的数据复接存储技术研究

载荷数据的有效传输、处理、存储等是航天器的重要空间任务。针对某航天器多路数据复接下行和大容量固态存储的需求,设计基于NAND Flash芯片的大容量星载数据复接存储方案,利用FPGA芯片的高速数据处理能力和控制灵活性,控制NAND Flash芯片进行数据读、写、擦除操作,进而提高存储器的吞吐率,实现对多个数据源按要求进行数据记录、数据管理以及数据回放等功能。同时增加抗辐加固设计,满足航天飞行可靠性的要求。     

平稳时间序列的Hartley变换谱估计及其在遥测系统中的应用

讨论用快速Hartley变换(FHT)取代快速博里叶交换(FFT)来估算实数据的相关函数和功率谱的算法.对FHT和FFT两种算法的运算量作了比较,前者比后者更有效.根据FHT算法用FORTRAN语言编制了遥测数据处理微机软件系统.测试表明,该软件的处理精度达到设计要求.     

基于FPGA的大时宽带宽积频域脉压设计

介绍了基于ALTERA公司FPGA器件的高速实时FFT运算单元实现及频率域脉冲压缩处理的设计方法.在分析了基8、按频率抽取FFT算法的基础上,采用多级同步流水线结构,利用现场可编程门阵列(FPGA)完成了最大4096点块浮点FFT.整个设计划分成多个功能模块,采用VHDL描述语言,并在Stratix器件上实现.结果表明,利用FPGA实现复杂的数字信号处理(DSP)算法是完全可行的.     

一种基于改进后的孤立森林机器学习方法在飞行器控制系统试验电源数据包络分析中的应用

为了弥补当前试验数据包络分析方法存在的缺陷,提出并实现了一套新的数据包络分析方法。针对控制系统设计方式相同的不同飞行器多条数据一致性判断问题,采用改良后的孤立森林方法进行数据包络分析,快速找出异常电源电压数据。这种方法还可以推广到类似其他采样数据的数据包络分析场景。在此基础上开发了数据包络分析软件,并进行了多次验证试验。结果表明,提出的数据包络分析方法能有效判断出飞行器控制系统电源所涉及链路中的隐性或显性问题。     

一种GNSS反射信号时域处理的新方法

基于GNSS反射信号的双基雷达遥感是近年来国际上发展很快的一种全新概念的微波遥感方法。介绍GNSS反射信号时域处理的一种新方法,并针对现有的处理方法进行比较分析,取代了传统处理GNSS反射信号载波解调和数据相关时的乘法运算,缩短了系统的延迟时间,减少了芯片逻辑资源的损耗,使接收机功能扩展时更加灵活。文中还对其中的关建设计模块进行了详细的阐述。将该方法应用在新型的GNSS-R接收机设计中,并对实际的综合仿真结果进行分析,充分证明了方法的优越性。     

基于DSP BUILDER的数字下变频器设计

介绍利用DSP BU ILDER设计基于FPGA的数字下变频器的方法,研究使用专用乘法器的NCO设计、半波带滤波器多相抽取处理结构和FIR滤波器的分布式算法,同时给出实际应用的设计方案和仿真分析结果。     

高速数传QAM解调器设计及应用

为满足国内外对高速数传设备的迫切需求,研究QAM体制在高速数传环境下的解调算法。采用并行滤波器架构及FFT架构对高速数据进行降速,并研究多种鉴相算法,以应对QAM信号在高速环境下的跟踪需求。经过实物设计验证,该解调器最高支持1.5Gb/s码率16QAM信号的解调,高斯白噪声下解调损失可控制在1dB以内。     

基于离散方波变换的脉冲星微弱信号周期性检测

为满足X射线脉冲星深空导航系统对脉冲星微弱信号周期性检测的要求,提出了一种基于离散方波变换(DSWT)的周期信号检测算法,并给出了其硬件实现方法.首先,通过对比DSWI和FFI变换核的相似性,证明了DSWT算法进行周期性检测的可行性,同时,研究了DSWT对白噪声的抑制作用;其次,DSWT的变换核仅取+1或-1,更适合硬件电路实现,给出了该算法的FPGA实现方法;最后,采用以Xilinx Spartan-3系列FPGA芯片XC3S2000为核心的开发板组成实验仿真系统,分别对实测和仿真脉冲星数据进行实验.结果表明:1.该算法可检测信噪比低于FFT算法;2.在信号输入完毕后3个时钟周期内即可得出计算结果,耗时比FFT算法少三个数量级;3.实现该算法所需的硬件资源少于FFT算法.     

PCM/DPSK遥测信号的全软化解调方法

研究了 PCM/ DPSK遥测信号的全软化解调原理 ,对其算法进行了理论设计 ,并在此基础上进行软件设计 ,完成了数字下变频、滤波抽取、定时误差提取、内插法码同步和差分判决的全软件化实现     

基于Zigbee技术的电子导游定位系统的研究与设计

以CC2430/CC2431芯片为核心硬件,采用RSSI定位引擎,设计了一种基于Zigbee技术的电子导游定位系统,实现对游客的追踪定位功能。阐述了系统的结构和硬件电路设计,重点分析了定位引擎的工作原理及其软件操作,并针对定位引擎在实际应用中的不足提出了两点改进措施。     

Xilinx FPGA自主配置管理容错设计研究

针对SRAM型FPGA在空间辐射环境下容易受到单粒子效应影响的问题,在分析可重配置的Xilinx FPGA的结构和故障模式的基础上,提出一种基于自主配置管理的Xilinx FPGA容错设计方案。综合运用诸如逻辑电路三模冗余、块存储器EDAC校验、动态回读、动态局部重配置及周期全局重配置等方法实现故障的屏蔽、检测和修复。该方案覆盖了FPGA的各种单粒子效应故障模式,并且在芯片内部实现了自主配置管理,具有体积小、成本低、可靠性高的特点。     

SIMD计算机并行程序性能评价模拟环境的研究与实现

航空、航天领域中有许多问题非常适合并且需要使用并行处理，尤其可以利用ＳＩＭＤ计算机，以提高处理速度，如流场计算，ＦＦＴ，矩阵运算等。但并行程序设计与串行程序设计相比较在实现上要更复杂。有许多影响并行程序效率的复杂因素需要通过实验进行研究，以不断优化算法。本文实现了一个在串行机上运行的适用于ＳＩＭＤ并行程序设计及性能评价的模拟环境—ＳＩＭＤＰ２（ＳＩＭＤＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）。该系统为研究者提供了一个廉价而灵活的ＳＩＭＤ计算机的并行算法研究及性能评价的实验环境。在该环境下，用户可分析、优化并行算法及评价所定义的ＳＩＭＤ系统结构     

FPGA多模式高效脉冲压缩工程应用

针对现代雷达系统功能需求多样化、处理数据量大的特点,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）处理平台的多模式高效频域脉冲压缩方法。其快速傅里叶变换（FFT）模块采用复式FFT结构,其运算能力比基-4 Burst I/O结构提高了一倍;参考函数模块采用实时查表法,根据发射信号基本参数对参考信号进行实时生成;脉冲压缩模块进行了知识产权（IP）核封装处理,使其既能通过灵活配置适应多工作模式实用需求,又能够便利地移植和复用。采用此方法在基于Virtex-7 FPGA硬件平台上进行试验验证,结果表明,该方法能够高效地实现8192点至32768点脉冲压缩处理,处理点数多,实时性高,且处理结果满足航天工程应用要求。     

高速矢量处理器DSP24

介绍一种高性能的矢量处理器 DSP2 4 / MMU2 4。该芯片组不仅具有优异的处理性能 ,而且数据吞吐率很高 ,编程方便。通过合理地设计电路图和 PCB板 ,可以将该处理芯片方便地设计成多种不同处理性能的处理机 ,以满足不同处理领域的要求。     

载人航天器发射场总装测试厂房设计需求分析研究

文章依据航天器技术指标和工作内容,提出载人航天器发射场总装测试厂房的设计需求分析方法,列出设计需求要素,包括厂房建筑规模需求,厂房支持能力需求、厂房保障条件需求等.分别阐述各需求要素的作用、计算方法以及需要依照的建筑设计规范,给出了设计需求指标确定方法.