软件化和网络化的基于Linux的雷达终端系统
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3.1.2 余晖模拟
传统雷达系统中利用长余辉管作为PPI显示器。其优点是：目标亮度强、衰减慢；噪声在显示器上亮度弱、衰减快。这使目标很突出。如果是运动目标，会产生拖尾效应，使运动目标更形象、更容易被发现。使用普通显示器，必须提供一种软件实现机制模拟余辉。一种方法是：对PPI扫描区域的点进行循环伪随机访问，读出后进行衰减再写入。其原理是：按伪随机序列进行遍历的点可以近似认为是分布均匀的，而当前扫描区域只是占整个PPI区域的极少部分，所以落入当前扫描区域的伪随机序列的点数也很少，而远离当前区域的随机序列的点数很多，所以平稳后能产生离当前扫描线越远越暗的余晖效果。
对于半径512像素点的PPI扫描区域，其外切矩形为1024×1024。用20bit的伪随机序列的前10bit对应矩形区域的X坐标点，后10bit对应Y坐标点，再去掉圆外面、矩形以内的像素。PPI每扫描一根半径线，就循环读出一段随机点，衰减后再写入。每次衰减的点数和幅度可根据需要设置。X和Y坐标的随机表可以事先生成好，以数据文件的形式存储在硬盘中，程序初始化时一次读入。
3.1.3 二次信息的分层显示
广义的二次信息包括航迹、状态监控等所有非一次视频的信息。在软件方案中，采用了Overlay功能实现。目前通用显卡都支持此功能。
Overlay如同显示器前一块透明的切片，如图6所示。当需要显示Overlay时，可同时看到Overlay部分和Primary Surface没有被Overlay遮挡的地方。当不需要显示Overlay时，移除Overlay，原来的Primary Surface内容不变，也就是说Primary Surface与Overlay的内容物理上是分开的。而是否显示Overlay，由Primary Surface上像素的颜色来决定。当Primary Surface上某些区域的像素设为一种特殊的颜色时，这些区域显示的就是Overlay上的内容。这种起过滤作用的颜色称为Color Key。这种显示机制完全由显卡的CPU完成，所以当使用Overlay功能时，程序不会有明显的性能损失。不同的显卡，Color Key可能不一样。
Overlay有多种模式，最常用的是YV12_OVERLAY，Y:U:V＝4:2:2。本系统采用了这种模式。
YUV Overlay的一个特点是：适当地固定U、V，可以近似地固定颜色种类，改变Y就相当于改变亮度。测试还表明，在Overlay上显示视频比在Primary Surface上显示要少占用CPU资源。相比Primary Surface 上的RGB显示方式，这些特性很适合于PPI显示一次视频。
一次和二次分层显示的实现方法是：首先将Primary Surface上位于PPI扫描区域内的所有像素都填上特殊的Color Key，这样保证在与Primary Surface关联的Overlay上的一次视频可见；需要显示二次信息的地方用不同于Color Key的其它颜色填在Primary Surface层上；当不需要显示二次信息时，只需在Primary Surface上将原来的二次信息用Color Key颜色再写一遍即可。
3.2 网络化的显示应用程序框架结构
由于接收网络组播的视频帧包是一种阻塞操作，而GUI程序的主线程不能有阻塞操作，所以网络接收部分应该放在子线程或子进程中。
系统首先选择了子线程方式，试验表明在这种方式下显示部分不均匀。这是因为CPU调度的对象是进程，进程内的线程同时竞争CPU分给该进程的时间片，于是就会出现在某段时间内主线程一直占用CPU，另一段时间网络部分的子线程占用CPU。网络接收虽然不会丢包，但是接收速度的不均匀引起了显示的不均匀。系统又试验了子进程方式，发现显示效果有所改观，但是改进不大。
设想一下，如果有两个CPU，并行运行父进程和子进程，那么整体运行效率就会有很大程度的提高。因为，CPU几乎不需要在不同的进程之间反复切换了。
系统中选用具有超线程功能的Intel Pentium 4处理器，如果操作系统能够支持SMP(Symmetric Multiple Processing)，那么一个CPU相当于两个CPU，两个进程就可以并行处理。实际上，Linux2.4版本的内核就支持SMP了。系统选择的内核版本是2.6.8，手工编译内核，选用SMP功能。用新的内核运行同样的程序，显示很平滑，最快显示速度达到一圈2s以内，性能得到了明显提高。Linux内核的灵活定制特性在系统中起关键作用。
图7是主显机上网络化显示程序的框架。
兼顾平等，父子进程尽量平均分担负载。Linux有许多实现进程间通信的机制：管道、消息队列、共享内存等。系统中选择共享内存方式，因为这是进程间通信最快捷的方式。框架中，二次信息通过I/O口进入主显机，由于其数据率比较低，所以系统采用定时的方法进行访问更新。
本文论证了基于Linux的软件化、网络化雷达终端系统的实现可行性，并提出了一套切实可行的实现方案，对方案中的关键技术做了必要的阐述。这套方案的推广对目前国内雷达终端系统具有革命性的意义。 linux操作系统文章专题:linux操作系统详解（linux不再难懂）
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