基于Z7的SAR實時成像處理設計.pdf

1、合成孔徑雷達（SAR）自從問世以來，經過幾十年的發(fā)展，不管是在軍事領域還是在民事領域，展示出了它得天獨厚的優(yōu)勢，獲得了十分廣泛的應用。隨著數字芯片技術和無人機相關技術的不斷發(fā)展，將合成孔徑雷達應用于無人機上并實現高分辨率的實時成像成為了研究的新熱點。本文重點研究了基于Xilinx Zynq-7000的使用正側視RD算法的實時成像處理技術。所取得的主要研究成果為：
　　1.對應用于無人機載雷達的Zynq-7000芯片的技術優(yōu)勢進行了

2、研究。論文從無人機發(fā)展的歷史過程和合成孔徑雷達的技術特點出發(fā)，結合當今世界對無人機載雷達的新要求，提出了以Zynq-7000芯片為核心的新的硬件體系。由于要求新型的無人機載雷達系統(tǒng)具有較小的體積、較輕的重量、較低的功耗，因此采用了Xilinx公司最新的內嵌了雙核ARM的Zynq芯片，而摒棄了傳統(tǒng)的FPGA+DSP的架構。
　　2.對如何選擇Zynq內部PL與PS之間的接口進行了研究。介紹了Zynq內部PS與PL之間的三種接口：四個

3、AXI_GP接口，包含兩個主設備接口和兩個從設備接口；三個AXI_HP從設備接口，它們都是由PL來控制PS；一個AXI_ACP加速器一致性接口，也是從設備接口，同樣由PL來控制PS。給出了PS與PL之間這三類接口的性能和數據吞吐量。通過五個典型的應用情形介紹了在實際中我們應該如何選擇這些接口，以充分的利用Zynq-7000這個全可編程的芯片。
　　3.對PS與PL間基于AXI-Stream總線進行數據通信的設計進行了研究。由于PS

4、與PL之間沒有符合AXI_Stream總線協(xié)議的接口，因此詳細地介紹了如何在PL中創(chuàng)建遵守這種總線協(xié)議的IP以及其軟硬件設計流程。介紹了具有AXI協(xié)議與AXI_stream協(xié)議轉換的和具有高速數據傳輸功能AXI_DMA核。這兩個IP核相互配合最終實現了PL與PS的高速數據通信，充分展示了AXI_Stream總線IP的應用范圍和AXI_DMA IP在數據傳輸中的優(yōu)勢，顯示出了PL作為一個PS的可重配置的外設，與普通的外設相比它的優(yōu)勢和區(qū)別

5、。
　　4.對基于Z7的SAR實時成像處理進行了系統(tǒng)的研究。首先介紹了該系統(tǒng)處理板卡的結構，說明了此系統(tǒng)處理板與慣導系統(tǒng)、伺服天線、微波模塊如何相互連接、相互配合。接著詳細地敘述了整個雷達系統(tǒng)的工作流程、信號在板卡上的流動方向。介紹了系統(tǒng)的RD成像算法的詳細流程以及整個算法在多核之間的分配與映射。最后介紹了在實際調試過程中發(fā)現整個成像算法達不到實時性要求的情況下如何進行算法加速、優(yōu)化，最終實現了實時地處理。結果表明基于Xilinx