[发明专利]一种树形拓扑机构多处理器声纳信号处理装置及方法

权利要求书

1.一种树形拓扑结构多处理器声纳信号处理装置，该装置主要包括多通道A/D模块、CPU主控模块、信号处理模块、总线背板，其中：

多通道A/D模块，由FPGA和多路A/D构成，FPGA在主DSP控制下，同步控制A/D完成对模拟信号的采样，并将采样结果存储在FIFO芯片，供信号处理模块经总线背板读取；

信号处理模块，主要由主DSP模块、从DSP模块、交换机模块、FPGA模块构成。其中，主DSP模块用于控制多通道A/D模块进行采样，控制各从DSP模块完成程序加载和运算，完成信号处理模块与CPU主控模块的通信，读取数据帧并分发给各从DSP模块，从DSP模块用于计算实现算法，交换机模块通过SRIO协议，协调各主/从DSP模块完成通信，FPGA模块完成主DSP模块与总线背板的通信协议转换；

CPU主控模块，为PC板卡，用于通过板间总线为各主/从DSP模块加载程序，并依据信号处理模块的反馈结果，实时控制主DSP模块；

总线背板，为无源电路板，用于提供板间总线和各种器件连接信号通路。

2.一种采用权利要求1所述树形拓扑结构设计多处理器声纳信号处理装置的方法，其中方法包括以下步骤：

1）CPU控制模块初始化主DSP模块、从DSP模块，并向主DSP模块传递参数；

2）主DSP模块向从DSP模块发出接收初始化信息，各从DSP模块执行内存准备、波束形成权系数准备、将上次处理结果存入历史记录；

3）主DSP模块保持和管理当前数据队列，检测从DSP模块当前是否处于等待状态；

4）主DSP模块发现任意从DSP模块处于等待状态，且对应数据队列中一个窗数据准备好，向该从DSP模块传递一个时间窗的数据，并将该从DSP模块的状态置为接收工作状态；

5）从DSP模块转为接收工作状态后，对该窗数据进行以FFT、指定频带内的各频率点波束形成、噪声背景估计为代表的声纳信号处理操作，处理结果存于当前处理结果队列中，当处理窗个数满足要求时，将目标信息上传到CPU主控模块。