ADSP-TS201在无线电测向系统中的应用

　　4 DSP模块功能

　　系统通信的命令格式如图6。

　　系统工作过程如下：

　　监控终端微机通过VXI总线给DSP-A发送命令，DSP-A接到命令后，按照内部协议产生校验码，如果与收到的校验码一致，则根据命令号进行相应的测向或波束合成操作。中断1用于DSP和监控终端微机之间的通信，中断0则用于2片DSP之间的通信。DSP-A若接到测向命令，则在DSP-A中取出测向结果；DSP-A若接到波束合成命令，则向DSP-B产生中断0，取出波束合成结果。

　　本系统采用2片DSP作为无线电测向系统的核心处理器，其中一片在50 ms之内完成测向，另一片在10 ms之内完成波束合成。根据实际需求，测向系统将完成以下功能：

　　(1)多次测向：由于实际中测向结果存在误差，通常进行多次测向，再取平均，以提高精度。测向次数可以由用户自由选择。

　　(2)自动跟踪：系统设置为自动跟踪态时，先由DSP-A测出信号的角度信息，DSP-B再根据已知的角度信息进行波束合成，使得主波束一直对准期望信号的方向，以此达到跟踪信号的目的。

　　(3)指定方向：系统设置为指定方向态时，DSP-B波束合成之后将主波束指向用户指定的方向，以便用户观察自己感兴趣方向上的信号动向。

　　2片DSP的程序流程图如图7、图8所示。

　　MUSIC和零点预处理算法中大部分都是复数运算，其中复数相乘、复矩阵特征值分解所占比例较大，二维的谱峰搜索耗费较多时间。为此，充分利用了TS201芯片双处理器核的SIMD结构和单周期内可4字读写的特点。在一个周期内同时向X核读入实部，Y核读入虚部，再同时进行乘加运算，双核的使用使程序的运行周期大大减少，约为单核的1/4。对于sin和cos的计算，以0.1°为间隔进行查表运算，比级数展开大大减少了运算时间，精度也达到了系统所需的要求。此外，在TS201的仿真环境VisualDSP++3.5中，还存在Linear profiling工具，可以分析各个子函数占总运行时间的比例，对于把握整个程序的运行状况、优化程序的瓶颈，起了很好的帮助作用。由于TS201有24 Mbit等分为* Mbit存储块的大容量存储空间，它可以充分存储这2个算法所运行的全部数据，不需要进行内存扩展，这也是很多芯片所无法比拟的。综上所述，通过合理的软件结构搭建和一系列的程序优化措施，使DSP的运行时间能够较好地满足系统所需的要求。

　　5 系统特点

　　无线电测向系统要求必须以尽可能短的时间、尽可能高的精度对空中信号进行定位和跟踪。本系统充分考虑以上2个因素，具有以下特点：

　　(1)稳健、高性能的算法。通过大量的仿真实验比较，本文选择了具有高分辨率且性能稳定的MUSIC算法和零点预处理算法。良好的算法保证了系统测向的精度和运行的稳定性。

　　(2)合理的系统结构。2片DSP的选用保证系统测向功能和波束合成功能互不干扰和影响。编程中充分注意双核的并行使用及快速算法的运用，使得系统的时效性大大提高(测向50 ms，波束合成10 ms)。

　　(3)完备可靠的通信协议。所有的通信协议均通过算法进行加密，正确的校验保证了数据和命令的可靠传输。

　　本文给出的基于TS201的无线电测向系统能够快速准确地对信号进行定位和跟踪，通过选用高性能的MUSIC和零点预处理算法使得系统具有较高的测向精度，通过选用高速信号处理器ADSP-TS201使得系统具有较快的运行速度。对DSP模块合理的结构搭建和一系列的优化措施，使得系统满足了指标要求。