基于Spartan-6的船用雷達信號處理及顯控系統

　　引言

　　傳統的船用雷達信號處理和顯示控制系統都是采用FPGA+工控機方案，FPGA用于高速雷達信號的處理，工控機用于運行操作系統、實現圖形用戶界面。這種方案的優點是利用了FPGA和工控機各自的優點進行了合理的搭配，缺點是增加了系統的復雜度、成本高、系統的穩定性降低。

　　針對以上問題，本文設計了一個在單塊FPGA芯片上實現船用雷達信號處理及顯示控制的系統，能夠解決傳統船用雷達FPGA+工控機方案的缺點。

　　系統方案

　　本設計的硬件平臺是基于賽靈思Spartan-6系列的FPGA開發板，軟件平臺是賽靈思的嵌入式開發套件(EDK)以及linux交叉編譯環境。

　　本系統的總體方案是在FPGA中嵌入賽靈思MicroBlaze軟核處理器，在MicroBlaze處理器平臺上移植uClinux操作系統，用MicroBlaze實現傳統船用雷達系統方案中的工控機功能，用FPGA硬件可編程資源實現船用雷達信號處理和VGA控制。將信號處理模塊掛載到MicroBlaze總線上，實現信號處理模塊與MicroBlaze處理器的高速通信，同時將VGA顯示控制模塊掛載到MicroBlaze總線上，接收MicroBlaze處理器送來的高速顯存數據。

　　系統的整體流程如下：

　　1.雷達信號處理模塊接收ADC送來的雷達回波信號和雷達信號收發單元送來的方位角信號，對雷達回波信號進行抽取(或內插)、噪聲抑制、海雜波抑制、增益控制、雨雪抑制、同頻干擾抑制以及坐標變換計算，并將雷達方位角信號和坐標變化的結果一同送到MicroBlaze處理器總線;

　　2.MiniGUI應用程序接收船用雷達信號處理模塊送來的信息，結合鼠標、鍵盤接口送來的用戶信息，一起寫入顯控緩存;

　　3.VGA顯示控制模塊接收MicroBlaze處理器總線送來的顯存數據，將其緩存，并按VGA時序標準將顯存數據送到VGA芯片，VGA芯片輸出驅動液晶顯示器，實現圖像顯示。