基于TS101的SAR回波信号模拟器设计

　　TS101是美国AD公司最新推出的TigerSHARC系列DSP芯片，采用DMA引擎，主要针对嵌入式实时应用。TigerSHARC DSP有两个独立的32位处理器核，或者多指令多数据流(MIMD)结构。每个处理单元都能在单周期执行一次乘法，以及加法，对于300 MHz的ADSP TS101S，每个周期能产生6个FLOP，峰值处理器能力达到1800 MFLOPs。TigerSHARC为多种信号处理设计，提供了64位的共享系统总线和4个链路口。数据在外部总线上的传输率可以达到800 MB/s。此外，数据也可以通过链路口传输，每个链路口的传输率达到250 MB/s。整个TigerSHARC芯片的I/O带宽达到1 800 MB/s。选用的实时信号处理板基于标准的CPCI总线，由4片TS101构成共享总线的并行处理器，DSP之间采用链路口通信。板上内存扩展到了2 GB，满足了SAR信号模拟器要求的大存储容量和强计算能力。

　　1 SAR回波模拟器的原理及实现

　　1.1 SAR回波信号模拟器的原理

　　从上述高分辨率SAR模拟系统的技术分析可以看出，高分辨率模拟器设计必须解决速度和容量的问题。本文提出基于DSP的系统实现方法，SAR回波模拟器的原理框图如图1所示。从原理框图可以看出，本系统可分为四大部分：回波信号产生、D/A转换、正交调制、上变频。其中SAR回波信号产生是该系统的重要组成部分，利用CPU主板，可以通过连接显示设备，利用人机界面，对各种场景参数进行实时设置，通过CPCI总线传送至通用信号处理板上的DSP处理器，由DSP实时计算SAR回波脉冲，然后经过D/A变换、正交调制和上变频到接收机。

　　1.2 SAR回波信号模拟器的系统硬件组成

　　SAR回波信号实时产生的重点在于实时信号处理机，在实时信号处理系统设计选型中，必须根据系统要求选择合适的高速DSP处理器完成系统要求的任务。实时信号处理机主要硬件由多块DSP信号处理板卡、CPU主板、DAC板卡、标准CPCI机箱和电源、显示监视设备CRT等构成。针对合成孔径雷达实时信号处理所要求的大数据吞吐能量、强数据计算能力，决定选用美国AD公司的TS101芯片作为实时信号处理机的DSP处理芯片。综合各种因素，最终选择的DSP信号处理板卡如图2所示。

　　该板单板可以提供7.2 GFLOPs处理能力，2 GB的扩展内存;板卡形式是标准的CPCI 6U板卡，完全满足SAR实时回波处理对实时处理能力和大内存的需求。