基于ADSP21161的比相测距雷达跟踪控制

　　对x0(n)和x1(n)分别做FFF处理，搜索出谱峰位置。根据谱峰位置可求得目标的径向速度，求出谱峰位置的相位。利用两者的相位差即可确定目标对应的距离。[page]

　　3 跟踪控制设计的软硬件设计

　　跟踪控制系统能实时给出目标的速度、距离、角度和信噪比等信息，并能对雷达伺服系统进行控制，以使雷达波束始终跟踪住目标。系统的设计主要包括硬件系统的设计和软件系统的设计。

　　3．1 硬件系统设计

　　跟踪控制系统硬件原理框图如图2所示，它主要包括数据锁存电路、FIFO存储电路、计数控制电路、DSP最小系统四大部分，其中DSP最小系统又包括ADSP21161、EEPROM和SDRAM三个主要组成部分。

　　前端的数据采集模块对雷达回波数据进行混频、滤波、A／D转换等一系列处理后，输出时域离散的多普勒频移信号。数据锁存电路对前端输入的离散多普勒频移信号进行锁存，将需要的数据写入FIFO存储电路。FIFO存储电路主要用于存储ADSP21161所需的处理数据，它要受计数控制电路的控制。当计数控制电路达到设定计数值时，FIFO停止写入数据，同时计数控制电路向DSP发出一个中断信号。测量开始的时候，ADSP21161从嵌入式微机接收一组控制参数，并对计数控制电路进行初始化。在接收到计数控制电路发出的中断信号时，ADSP21161开始从FIFO存储电路读取经预处理后的雷达回波数据，然后进行FFF等一系列的数字信号处理，最后得出目标的速度、相位差和信噪比等参数，并利用ADSP21161的主机接口将这些结果参数发送到嵌入式微机，计算出俯仰和方位误差角之后送往伺服系统，以使雷达始终跟踪住目标，并在终端上实时显示目标的有关参数。EEPROM用于存储ADSP21161的软件代码及程序所需的一些数据。SDRAM则用于解决实时信号处理过程中ADSP21161片内存储器容量不够的问题。

　　3．2 软件系统设计

　　跟踪控制系统的软件流程如图3所示。所有的程序代码都存储在EEPROM中，系统上电后，ADSP21161通过BMS引脚信号自动选择EEPROM自动加载程序。

　　程序引导完成之后，ADSP21161首先通过双口RAM从嵌入式微机接收一组控制参数，主要包括FFT运算点数等。然后初始化计数控制电路，当FIFO中的数据达到运算要求时，计数控制电路给ADSP21161发送一个中断信号，此时ADSP21161才开始从FIFO存储器中读取经预处理后的目标回波数据。数据采集完成后，为了降低旁瓣，在FFT运算之前要对原始数据加窗，然后开始FFT运算。加窗所需的窗函数和FFT运算所需的旋转因子开始都放置在EEPROM中，在程序引导完成之后利用DMA将它们导入SDRAM。

　　根据实际使用情况的不同，为了达到最佳的处理效果，可以改变FFT点数。在1024点FFT等点数比较小的情况下，所有的处理都能在SRAM中完成，此时FFT采用按时域抽取的基-2算法。在16384点FFT等点数比较大的情况下，SRAM的容量不足以一次完成所有的处理，这时的FYT采用先频域抽取，再时域抽取，最后重新排序以得到FFT输出结果的正常位序。

　　ADSP21161能够直接访问SDRAM。但在FFF点数比较大的情况下，在SRAM和SDRAM之间经常有大量的数据需要交换，若采用CPU直接访问SDRAM的方式传输，不管是随机访问SDRAM还是以连续的地址访问SDRAM，在SDRAM最高工作频率为166MHz下的情况测试的结果为需要大约13个指令周期传输一个数据。如果采用DMA方式传输数据，同样的条件下，传输一个数据只需要一个指令周期。而且，采用DMA方式传输数据还可以充分利用DMA传输和CPU运算的并行性，从而进一步提高处理效率。另外，ADSP21161支持链式DMA，可以在不中断CPU运算的情况下自动传输多段数据。本系统中，数据的传输尽可能都采用DMA方式。