基于C6748 DSP+FPGA MIMO雷达验证系统模块化设计与实现

MIMO雷达和传统雷达不同,因为其本身特有的优点,使得这些年很多科研人员对其进行研究。MIMO雷达的优点是能够不受天线大小的束缚,有着很高的方位分辨率。实现了MIMO雷达验证系统的设计,改善之前MIMO雷达体积大、耗时长等缺点,用于目标定位和成像。本文开篇讲述了MIMO雷达的基本知识,接下来设计了由达信号发生器模块、信号处理平台模块和信号收发模块三个部分构成的MIMO雷达验证系统,在实验中能依照实际情况对各个部分进行更换调试。然后,详细介绍了三个模块在雷达中的任务和作用。依照MIMO雷达信号产生的手段,使用了由FPGA控制的DDS雷达信号发生器模块,并介绍了该模块的电路设计、信号选择。接下来利用对MIMO雷达所需要的信号处理模块总体结构和功能需求的分析,设计出中频信号处理模块和基于DSP+FPGA双核的控制中心来完成信号处理任务,详细说明了工作流程等内容。随后根据MIMO雷达系统的要求给出了FMCW信号收发机和天线的设计方案。每部分都提供了各个模块的具体实现。在结尾,验证了MIMO雷达系统的各个模块的工作情况,然后连接在一起进行了多次完整的成像试验,给出了实验结果。仔细观察并分析实验结果后,验证了本MIMO雷达的各部分是可行的,且成像功能运行良好,可以进行后续算法验证工作。

 

1 评估板简介

• 基于TI OMAP-L138（定点/浮点 DSP C674x+ARM9）+ Xilinx Spartan-6 FPGA处理器；
• OMAP-L138 FPGA 通过uPP、EMIFA、I2C总线连接，通信速度可高达 228MByte/s；OMAP-L138主频456MHz，高达3648MIPS和2746MFLOPS的运算能力；
• FPGA 兼容 Xilinx Spartan-6 XC6SLX9/16/25/45，平台升级能力强；
• 开发板引出丰富的外设，包含千兆网口、SATA、EMIFA、uPP、USB 2.0 等高速数据传输接口，同时也引出 GPIO、I2C、RS232、PWM、McBSP 等常见接口；
• 通过高低温测试认证，适合各种恶劣的工作环境；
• DSP+ARM+FPGA三核核心板，尺寸为 66mm*38.6mm，采用工业级B2B连接器，保证信号完整性； Ø
• 支持裸机、SYS/BIOS 操作系统、Linux 操作系统。

图1 开发板正面和侧视图

XM138F-IDK-V3.0 是一款基于深圳信迈XM138-SP6-SOM核心板设计的开发板，采用沉金无铅工艺的4层板设计，它为用户提供了 XM138-SP6-SOM核心板的测试平台，用于快速评估XM138-SP6-SOM核心板的整体性能。

XM138-SP6-SOM引出CPU全部资源信号引脚，二次开发极其容易，客户只需要专注上层应用，大大降低了开发难度和时间成本，让产品快速上市，及时抢占市场先机。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供详细的开发教程，全面的技术支持，协助客户进行底板设计、调试以及软件开发。

2 典型运用领域
数据采集处理显示系统
智能电力系统
图像处理设备
高精度仪器仪表
中高端数控系统
通信设备
音视频数据处理

图2 典型应用领域

3 软硬件参数

开发板外设资源框图示意图

图3 开发板接口示意图

图4 开发板接口示意图