基于SmartModule的雷达嵌人式计算机设计.docx

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1、基于SmartModule的雷达嵌人式计算机设计lihan导语：本文中，采用了SmartModule模块、大规模FPGA和专用集成电路对传统的雷达计算机系统进展了大胆改良。1引言在传统的舰载雷达计算机系统中，一般采用双机A，B机体制：A机负责数据的收集、跟踪、解算，称为任务计算机；B机负责雷达综合态势与相关数据的显示与操控，同时完成对各种接口的操作，称为人机接口计算机。A，B机之间通过分享存储区交换数据。在这种系统中，双机都采用军用加固机，A机与雷达接口板、天线方位接口板等相连，而B机需要控制操作多种接口板卡，如显示接口板、对外接口板、数据存储板、网络接口板等。同时系统中还存在各种用于控制雷达

2、分机的小系统，如伺服系统；提供舰艇经纬度信息的GPS系统，这些小系统与B机之间通过串口进展通信。可见，传统计算机系统组成板卡多、各板卡功能单一、系统组成构造复杂、可靠性差、且数据交换效率低，在多批目的的情况下，可能无法完成数据交换与跟踪结算。为了适应当代雷达要求计算机系统具备的体积小、功能强、易于维护的特点，本文中，采用了SmartModule模块、大规模FPGA和专用集成电路对传统的雷达计算机系统进展了大胆改良。新的系统具有组成板卡少、单板功能强、系统组成构造简单、可靠性高、数据交换效率高、可扩展性强、本钱低的特点。2计算机系统的组成与实现新的计算机系统由2个单板计算机组成。任务计算机与人机

3、接口计算机的硬件构成完全一样，他们通过内部不同的软件来完成各自的功能。任务计算机主要通过FPGA雷达接口收集数据，并对数据进展目的检测录取，跟踪解算。由于采用了高速CPU与大规模FPGA，极大地进步了数据的处理才能与速度。人机接口计算机负责光栅显示控制、雷达操控、数据存储、同时完成各种对外接口的操作。任务计算机与人机接口计算机通过双口RAM、网络或者高速总线进展数据交换。IMG=基于SmartModule的雷达嵌人式计算机设计/uploadpic/THESIS/2007/7/2007071810510969834Y.jpg/IMG如图1所示，计算机板由SmartModule计算机模块、显示接口

4、、对外接口、雷达操控、电子盘、网络、双口RAM、FPGA等局部构成。很明显，与老的系统相比，新系统的组成板卡大大减少，集成度增强，原来很多接口板的功能如今全部和并在一块计算机板上，这样进步了系统的可靠性与易维护性，由于采用了网络，系统对外通信效率大大进步。2.1SmartModule模块简介SmartModule模块是瑞士数字逻辑Digital-Logic公司的小型化单片PC系统单元，类似现今世界流行的单芯片系统SOCSystemOnChip，与标准PCAT兼容。他具有模块化、系列化、构造小巧、功能强大、易于后期加固、散热处理等特点。IMG=基于SmartModule的雷达嵌人式计算机设计/u

5、ploadpic/THESIS/2007/7/2007071810522333409P.jpg/IMG实际设计中采用SmartModuleP5PC-266模块，构成框图如图2所示。详细技术指标如下：处理器：P5266MHz；电源：5V；Cache：256K；内存：64M；两个串口：COMl，COM2；一个并口：LPTl；一个软驱接口；两个EIDE接口；两个USB接口；PS2鼠标接口；IrDA接口；看门狗功能；定时器功能；键盘控制器；显示接口：69000具有2M显存；声卡；支持两种总线；ISA和PCI；外形尺寸：85X66X14mm。2.2基于SmartModule的计算机板的设计简介Smart

6、Module固然兼容PCAT系统，但其本身的功能还不完备，还需要进展相应的扩大，才能知足作为雷达计算机的嵌入式应用。基于SmartModule的计算机板主要包含以下局部：SmartModuleP5PC-266模块、雷达操控接口、显示接口、电子盘、双口RAM、对外接口、网络接口、中断扩展等。下面扼要介绍其主要局部：1电子盘大容量的存储空间是进展系统软件安装、程序调试、数据存储所必需的，因此系统采用M-system公司的DOC2000系列电子盘进展扩展，存储容量2M1GB。DOC系列电子盘尺寸小、接口简单、容量大，已成为嵌入式应用的首选存储类型。DOC2000外观如图3所示。IMG=基于Smart

7、Module的雷达嵌人式计算机设计/uploadpic/THESIS/2007/7/2007071810534420287F.jpg/IMG2对外接口为了和其他设备进展数据通讯与操控，如GPS设备、导弹指挥仪、平台罗径、记程仪、触摸屏、鼠标等。在当前网络没有普遍应用时，保存多个串、井口供用户使用是必须的。因此系统采用TI公司的TLl6C554芯片在板上扩展了8个RS232422串口。3网络接口采用Intel公司的82559双冗余的10100M自适应网卡是本系统的一个亮点。4中断扩展由于SmartModule模块本身具有16级中断，而且他内部又使用了其中的大局部中断，对用户而言，可用的中断数目较少，因此要对中断进展扩大。系统采用FPGA对中断进展了扩展。5FPGA完成雷达接口、数据检测录取、译码、中断扩展等功能。大规模的可编程逻辑器件的使用大大节省了空间，进步了效率。本文通过对SmartModule的扼要介绍，结合工作中的实际情况，简单讲明了其在嵌入式雷达计算机系统中的设计应用。新的系统具有组成板卡少、单板功能强、系统组成构造简单、可靠性高、数据交换效率高、可扩展性强的特点。已经在某小型化雷达中得到理论的验证，是雷达计算机系统的一次有益的尝试。