基于FPGA與DSP的多波束相干測(cè)深算法的實(shí)現(xiàn).pdf

1、多波束測(cè)深系統(tǒng)在海洋探測(cè)和水下工程中起著不可替代的作用。目前大部分多波束測(cè)深設(shè)備通過(guò)對(duì)中間波束和邊緣波束分別使用幅度檢測(cè)法和相位差檢測(cè)法進(jìn)行測(cè)量，這導(dǎo)致了測(cè)深值在中間和邊緣區(qū)域分布不均勻的問(wèn)題。多波束相干測(cè)深算法能夠較好的解決傳統(tǒng)算法測(cè)量分辨率不均的問(wèn)題，而且能使測(cè)深系統(tǒng)的水下目標(biāo)探測(cè)能力得到較大的提高。
　　論文提出一種基于FPGA與DSP硬件平臺(tái)的多波束相干測(cè)深算法實(shí)現(xiàn)方案。該方案能夠充分結(jié)合FPGA與DSP芯片各自的特點(diǎn)，不

2、但節(jié)約了系統(tǒng)資源，也使處理速度有效提高，同時(shí)使該算法在實(shí)際工程中的實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題得到解決。系統(tǒng)的硬件平臺(tái)FPGA芯片為Altera公司CycloneⅡ系列芯片EP2C50F484C，所實(shí)現(xiàn)的功能包括希爾伯特變換器、數(shù)據(jù)緩沖、子陣劃分、補(bǔ)零處理、128點(diǎn)FFT波束形成以及數(shù)據(jù)上傳等功能模塊，在此基礎(chǔ)上本文對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)一步降低了毛刺和亞穩(wěn)態(tài)的產(chǎn)生。DSP芯片為T(mén)I公司的TMS320C6713B芯片，所實(shí)現(xiàn)的功能包括計(jì)算相干信號(hào)相位差、

3、獲取DOA、TOA信息并換算成深度和水平信息等。通過(guò)一片F(xiàn)PGA和兩片DSP的協(xié)同處理，大幅度提高了算法的實(shí)現(xiàn)性能。此外，硬件平臺(tái)還包含80通道的A/D采集模塊，可以更加全面、高效的完成數(shù)據(jù)的處理過(guò)程。
　　本文通過(guò)ModelSim時(shí)序仿真和Quartus波形仿真驗(yàn)證了FPGA各個(gè)功能模塊邏輯時(shí)序的正確性;將DSP處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟數(shù)據(jù)與MATLAB平臺(tái)的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證和誤差分析，可得到處理結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致的結(jié)論。因?yàn)?/p>