[发明专利]虚拟化框架的雷达数据高速通信处理模块

说明书

本发明提供了一种虚拟化框架的雷达数据高速通信处理模块，包括虚拟机平台；在虚拟机平台中，安装多个客户机操作系统，来模拟分布式系统，通过虚拟网卡实现客户机之间的通信传输，其中，客户机为虚拟机，并且采用网络协议栈多核并行化计算框架。本发明满足了雷达信息处理系统一体化集成的应用需求，提升了硬件资源的使用率，涉及的并行化处理技术，能充分利用多核并行计算资源和能力，大幅提升万兆以太网络协议TCP和UDP的处理能力和吞吐性能，将虚拟平台上的雷达数据通信模块的数据处理能力提升了一个级别。

技术领域

本发明涉及雷达数据处理的通信领域，具体地，涉及虚拟化框架的雷达数据高速通信处理模块。尤其是一种基于国产多核处理器和嵌入式操作系统，部署在虚拟机平台上的应用于雷达数据通信的处理系统。

背景技术

随着信息技术的发展，“网络化”和“一体化”成为信息时代的基本形态，因此对信息处理系统的要求也向综合化的方向发展，需要解决模块化综合化开放式体系结构、软硬件一体化设计、统一网络通信、高性能计算、信息实时记录与分析等关键技术。嵌入式系统与软件是信息化的重要组成，具有实时性、资源有效性、硬件多样性、应用领域宽广性等特点，随着多核技术的发展，CPU/DSP处理性能的不断提高，显而易见，传统的应用部署模式将造成处理资源和存储资源的严重浪费。

为此，需要形成新型的嵌入式软件体系结构，其核心思想是：通过对嵌入式计算机资源(处理器、存储器和外部设备)的虚拟化处理，形成逻辑上的多台嵌入式计算机(分区)，使每个逻辑计算机(分区)拥有独立的CPU资源、存储资源和设备接口，相互隔离，资源互不干涉，并且每个分区运行独立的操作系统。这样，不同的嵌入式应用可部署于相应的分区中，从而能够提高资源使用效率和应用执行效率，并直接减少装备数量，降低系统功耗和体积重量。

虚拟化技术在一体化、通用化、综合化的信息化大背景下，蓬勃发展，开始向人们展示了其广阔的应用前景。虚拟化计算系统能够动态组织多种计算资源，隔离具体的硬件体系结构和软件系统之间的紧密依赖关系，实现透明化的可伸缩计算系统架构，从而灵活构建满足多种应用需求的计算环境，提高计算资源的使用效率，发挥计算资源的聚合效能，并为用户提供个性化和普适化的计算资源使用环境。虚拟化计算系统可以更加充分合理地利用计算资源，满足日益多样的计算需求，使人们能够透明、高效、可定制地使用计算资源，从而真正实现灵活构建、按需计算的理念。

信息化数字技术也促进了雷达系统的发展，逐渐从传统“以硬件技术为中心，面向专用功能”的模式，发展到“以软件技术为中心，面向实际需求”的模式。其技术框架内包含了软件化雷达体系架构，可定义宽带射频前端、数字化接收机、软件化雷达系统信号/信息处理系统，及软件化雷达监控等多方面的内容。

通常，雷达信息处理系统采用基于分布式的组件化架构设计,分布式的各组件间通过网络实现通信，如图1所示。雷达信号模拟器独立于计算平台，用来模拟安装雷达的时序产生和波束形成。雷达信号处理软件完成脉冲压缩，数字滤波到门限点迹的处理过程。显控软件独立于模拟和计算平台，雷达信号处理之后显示到终端。在雷达通信系统中，各功能组件分别运行于独立的硬件平台，一方面使得雷达系统越来越庞大，不同的功能需要独立的机柜来实现，多个设备组成整个分布式的网络化复杂系统。另一方面，每个机柜的功能比较单一，硬件资源的实际性能并没有完全发挥，多设备的使用和维护成本也日渐增大。

基于国产多核处理器的实时虚拟化框架技术在雷达数据通信场景中，可以把分散到各个硬件平台的功能集成到一体化的虚拟平台上，部署高安全嵌入式软件运行虚拟化系统，并通过虚拟网卡进行相互通信。