[发明专利]基于DSP芯片的SAR成像系统中矩阵转置方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及雷达数字信号处理技术领域中的一种基于数字信号处理器（Digital Signal Processor DSP）芯片的合成孔径雷达(Synthetize Aperture Radar SAR)成像系统中矩阵转置方法。本发明可用于对大规模雷达回波数据进行快速转置，以解决合成孔径雷达成像实时性要求和存储资源的不足。

背景技术

雷达回波数据矩阵转置数据量大，实时性要求高，但实际情况下处理存储空间紧缺，所以如何在有限存储空间中实现大规模矩阵的快速转置方法成为亟待解决的问题，这也为实现实时SAR成像奠定了基础，

江苏芯动神州科技有限公司申请的专利“一种矩阵转置的方法”（公开号：CN102253925A，申请号：201010174342.7，申请日：2010年05月18日）中公开了一种矩阵转置的方法。该方法首先将待转置的矩阵划分为子矩阵，然后按顺序从一个子矩阵中每次取出一行数据并将取出的数据逐个放入寄存器中直至全部行数据放完，再按顺序逐个读取寄存器的数据放于转置后矩阵的对应位置。该专利申请存在的不足是，由于寄存器空间太小，而利用此方法大规模矩阵转置需要一块很大的存储空间，所以该方法不适用于大规模矩阵转置运算。

电子科技大学申请的专利“合成孔径雷达成像系统的矩阵转置方法及转置装置”（公开号：CN103048644A，申请号：201210553860.9，申请日：2012年12月19日）中公开了一种合成孔径雷达成像系统的矩阵转置方法及转置装置。该方法首先对合成孔径雷达回波矩阵数据输入，然后对此矩阵进行分割及读写地址的生成，再将回波矩阵数据写入SDRAM并回波矩阵数据读入输出缓存单元及回波矩阵数据的转置输出。该专利申请存在的不足是，SDRAM的数据的读入和输出速度都受总线的宽度约束，而矩阵转置装置需要在SDRAM中为中间变量开辟大存储空间，所以每次数据搬移会耗费大量时间，这无法满足矩阵转置的实时性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种针对雷达实时成像中大规模雷达回波数据矩阵的快速转置方法，以实现在存储空间紧缺的条件下完成实时雷达成像处理。

实现本发明的技术思路是：不开辟大存储空间来存放矩阵转置中间变量，将大规模雷达回波数据原始矩阵粗分块，再将分块的小矩阵进行细划分，得到两类单元小方阵，并用不同的方法对这两类小方阵进行转置处理，最后将转置后的矩阵存储在对应DDR3地址上。

实现本发明目的的具体步骤如下：

(1)横向划分原始矩阵：

将存储于DSP芯片外部存储空间中纵向连续的雷达回波数据原始矩阵，按照DSP芯片处理核的数目横向均分为M个粗分矩阵。

(2)纵向划分粗分矩阵：

将每个粗分矩阵纵向均分为N个初步方阵，得到粗划分后的M×N个初步方阵。

(3)获得单元小方阵：

将每个初步方阵细均分为多个大小与DSP内部存储空间开辟的存放空间大小相等的单元小方阵。

(4)开辟存储空间：

开辟四块与单元小方阵大小相同的内部存储空间地址。

(5)对单元小方阵分类：

将每一个初步方阵中位于对角线上的单元小方阵，划分为对角单元小方阵类别，将位于非对角线上的单元小方阵，划分为非对角单元小方阵类别。

(6)对角单元小方阵转置处理：

6a)从对角单元小方阵类别中取一个对角单元小方阵；

6b)通过DSP芯片内部的直接存储器指令，将所取的对角单元小方阵，从外部存储空间地址中搬运到步骤（4）所开辟内部存储空间地址中的一块；

6c)对占用内部存储空间地址中的对角单元小方阵进行转置处理，转置后存储在已开辟的另一块内部存储空间地址中；

6d)通过DSP芯片内部的直接存储器指令，将转置后的对角单元小方阵，从内部存储空间地址中搬运到该对角单元小方阵原存放的外部存储空间地址中，释放占用的内部存储空间地址；

6e)判断对角单元小方阵是否取完；若未取完，则执行步骤6a)；若取完，执行步骤(7)。

(7)非对角单元小方阵转置处理：

7a)从非对角单元小方阵类别中，取两个关于对角线对称的非对角单元小方阵；

7b)通过DSP芯片内部的直接存储器指令，将所取的两个非对角单元小方阵，从外部存储空间地址中搬运到步骤（4）所开辟的两块内部存储空间地址中；