１　引　言

　　作為一種探測(cè)目標(biāo)信息的工具，雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在雷達(dá)回波信號(hào)處理中，通常利用線性調(diào)頻信號(hào)脈沖壓縮技術(shù)來(lái)獲得高的距離分辨率。他有效地解決了雷達(dá)作用距離與距離分辨率之間的矛盾，可以在保證雷達(dá)作用距離的情況下提高雷達(dá)的距離分辨力。數(shù)字脈沖壓縮就是利用數(shù)字信號(hào)處理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)的脈沖壓縮，分為時(shí)域和頻域兩種實(shí)現(xiàn)方式。時(shí)域脈壓常用數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)，而頻域脈壓常用專(zhuān)用的ｆｆｔ芯片或ｄｓｐ完成。一般而言，對(duì)于小時(shí)寬帶寬積信號(hào)，用時(shí)域脈壓較好；但對(duì)于大時(shí)寬帶寬積信號(hào)，用頻域脈壓較好。隨著通用ｄｓｐ芯片本身處理能力的不斷提高，基于并行ｄｓｐ芯片的雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)基本能夠滿足雷達(dá)脈沖壓縮信號(hào)處理實(shí)時(shí)性的需求。

　　本文針對(duì)雷達(dá)回波的實(shí)時(shí)脈沖壓縮處理，首先分析了頻域脈壓處理方法，介紹了分段脈壓原理。然后研究了基于ｄｓｐ的多片流水分段脈壓設(shè)計(jì)，以某寬帶雷達(dá)回波為例，提出了基于４片ａｄｓｐ－ｔｓ１０１芯片的高性能并行ｄｓｐ硬件處理平臺(tái)設(shè)計(jì)。最后給出了硬件實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　２　頻域脈壓實(shí)現(xiàn)分析

　　對(duì)接收到的信號(hào)作數(shù)字脈壓，等同于信號(hào)通過(guò)一個(gè)加權(quán)的匹配濾波器。從時(shí)域來(lái)說(shuō)，輸出為信號(hào)與加權(quán)的匹配濾波器的線性卷積，等價(jià)于二者在頻域的乘積。需要注意的是兩離散信號(hào)頻率域相乘相當(dāng)他們?cè)跁r(shí)域作圓卷積，為使圓卷積與線性卷積等價(jià)，待處理的信號(hào)須加零延伸，避免圓卷積時(shí)發(fā)生混疊。

　　設(shè)輸入序列ｘ（ｎ）長(zhǎng)度為ｌ，系統(tǒng)沖擊響應(yīng)ｈ（ｎ）長(zhǎng)度為ｍ（ｍ＜ｌ），輸出ｙ（ｎ）。對(duì)于頻域處理，其運(yùn)算為：

　　式（１）實(shí)際上是圓卷積運(yùn)算，在運(yùn)算時(shí)，ｘ（ｎ）和ｈ（ｎ）必須至少補(bǔ)零到ｌ＋ｍ－１點(diǎn)，等到ｘ（ｎ）完全讀入后，開(kāi)始脈壓運(yùn)算，得到的ｙ（ｎ）有效輸出長(zhǎng)度為ｌ點(diǎn)。因此頻域脈壓處理時(shí)間大致分為數(shù)據(jù)塊讀入讀出時(shí)間和脈壓運(yùn)算時(shí)間�？傔\(yùn)算量包括ｌ點(diǎn)ｘ（ｎ）數(shù)據(jù)輸入、ｌ＋ｍ－１點(diǎn)復(fù)ｆｆｔ，ｌ＋ｍ－１點(diǎn)復(fù)點(diǎn)乘、ｌ＋ｍ－１點(diǎn)復(fù)ｉｆｆｔ以及ｌ點(diǎn)ｙ（ｎ）數(shù)據(jù)輸出。

　　當(dāng)輸入序列ｘ（ｎ）的長(zhǎng)度ｌ》ｍ，直接做ｌ＋ｍ－１點(diǎn)的脈壓不僅運(yùn)算量大、存儲(chǔ)單元多，而且有很大的數(shù)據(jù)讀入讀出延遲。可以采用重疊保留法進(jìn)行分段脈壓處理。設(shè)ｘ（ｎ）均勻分段，每段長(zhǎng)度為ｎ（滿足ｎ≥ｍ，ｎ＋ｍ－１接近２的整數(shù)次冪），在每段后面再補(bǔ)上后一段的前ｍ－１個(gè)輸入序列值，組成ｎ＋ｍ－１點(diǎn)序列，若為最后一段，則補(bǔ)ｍ－１個(gè)零。每個(gè)ｎ＋ｍ－１點(diǎn)序列與ｈ（ｎ）脈壓后，輸出的結(jié)果取前ｎ點(diǎn)為每段的有效輸出。這樣按順序拼接在一起即可得到輸入序列ｘ（ｎ）的脈壓輸出。其原理如圖１所示。

　�。场』冢洌螅鸬亩嗥魉侄蚊}壓設(shè)計(jì)

　　當(dāng)分段脈壓處理時(shí)，可以采用多個(gè)分段同時(shí)脈壓的并行處理技術(shù)來(lái)減少整個(gè)脈壓過(guò)程的處理時(shí)間。流水線技術(shù)（ｐｉｐｅｌｉｎｅ）為并行處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)時(shí)間并行性提供了一種有效方法，他將輸入流水線的任務(wù)分為一串子任務(wù)，相繼的任務(wù)不斷流人流水線，利用子任務(wù)在執(zhí)行時(shí)間上的重疊（ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ），使得每個(gè)子任務(wù)都處在整個(gè)操作流程不同的處理段中，且保持在不同的完成階段來(lái)達(dá)到操作級(jí)并行。

　　在忽略數(shù)據(jù)內(nèi)部交換以及脈壓前的數(shù)據(jù)浮點(diǎn)化等運(yùn)算時(shí)間的前提下，可以將每段脈壓任務(wù)大致分為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)脈壓和脈壓結(jié)果輸出三個(gè)子任務(wù)。若各段分段脈壓過(guò)程均采用流水線技術(shù)操作，相鄰兩段脈壓任務(wù)分別由不同的ｄｓｐ完成。那么相鄰兩段脈壓過(guò)程進(jìn)入流水的時(shí)間僅相差數(shù)據(jù)輸入的操作時(shí)間，流水操作如圖２所示。

　　設(shè)輸入序列ｘ（ｎ）長(zhǎng)度為ｌ點(diǎn)，分段重疊點(diǎn)數(shù)為ｍ－１，分段脈壓點(diǎn)數(shù)為ｄ（為２的整數(shù)次冪）點(diǎn)，定義ｘ（ｎ）的分段總數(shù)為ｐ，則ｐ＝［ｌ／（ｄ－（ｍ－１））］，［］表示不小于此值的最小正整數(shù)（下同）。定義每段的分段長(zhǎng)度為ｎ，則ｎ＝［ｌ／ｐ］。

　　下面以某寬帶雷達(dá)為例，在輸入序列點(diǎn)數(shù)和分段重疊點(diǎn)數(shù)確定的情況下，采用ａｄ公司的高性能定／浮點(diǎn)ａｄｓｐ－ｔｓ１０１芯片，分析各流水任務(wù)時(shí)間、流水操作時(shí)總的脈壓時(shí)間、分段數(shù)、任務(wù)時(shí)間比以及參與多片流水的ｄｓｐ數(shù)量等與分段脈壓點(diǎn)數(shù)之間的關(guān)系。設(shè)雷達(dá)脈沖寬度為１　μｓ，脈沖重復(fù)周期（ｐｒｔ）為１�。恚�，帶寬為２００�。恚瑁�，脈壓距離范圍為１０�。耄恚蓸勇蕿椋玻玻啊。恚瑁�，ｉ，ｑ兩路合并輸出為１６�。狻Ｏ噜弮煞侄蔚闹丿B數(shù)據(jù)在ａｄｓｐ－ｔｓ１０１之間采用ｌｉｎｋ口傳輸。隨分段脈壓點(diǎn)數(shù)ｄ的變化規(guī)律