[发明专利]一种基于国产CPU的雷达信号处理功能重构方法

说明书

本发明涉及一种基于国产CPU的雷达信号处理功能重构方法。针对目前雷达装备产品信号处理系统依托具体型号单一定制，采用封闭式软件架构实现专用功能的现状，解决现有技术存在模块化程度低、重用性差、不易维护和升级等缺点。本发明通过设计雷达信号处理功能软件框架，在国产CPU处理节点运行软件框架，软件框架包括命令解析模块、功能构建模块和功能重构模块，根据配置文件或接收上层软件命令将不同算法模块组装成信号处理功能运行，实现雷达信号处理的功能增加、删除、任务重组、任务迁移、功能伸缩及系统重构等功能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域。

背景技术

目前传统雷达装备产品信号处理系统依托具体型号进行单一定制，采用封闭式软件架构实现专用功能，不同项目上使用的信号处理系统软件需重复开发，升级扩展时也需重新研制，导致全生命周期研制成本高、开发效率低下等问题。

实现雷达信号处理的国产化硬件主要有FPGA、DSP、CPU等。FPGA和DSP在信号处理领域具有实时性强、功耗低、调试手段丰富等优势，但因其固有的设计方式，同时也有编译时间长、软硬件耦合程度高、算法模块化程度低、重用性差、不易维护和升级的缺点。

国产化CPU虽然相较于FPGA实时性较低，但其算法的重用性、维护性高、算法易升级可定制、编译方便、调试效率高，且可充分应用其多处理器多核并行处理性能，提高软件的处理性能。因此采用国产多核CPU处理器进行雷达信号处理成为现阶段雷达应用领域需求的新趋势和方向。目前雷达信号处理系统普遍存在以下技术问题：

1)雷达信号处理软件与雷达处理平台底层硬件耦合性强，一般需要根据雷达处理平台架构重新开发定制，可扩展性差；

2)信号处理软件功能框架不统一，无法适配新的功能及新的平台适配需求，且存在软件存模块化程度低、可重用性差以及维护升级困难等问题；

3)信号处理软件不具备模块化、通用化的条件，无法根据需求进行信号处理功能的快速配置和重构操作，软件重复调试问题严重、开发效率低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种基于国产CPU的雷达信号处理功能重构方法，具体是通过以下技术方案实现：

设计基于国产CPU的雷达信号处理软件框架，该框架运行于各CPU处理节点，通过准确及时的任务功能分配机制将系统的设计需求合理而有序的下发至相关算法模块，软件框架包括命令解析模块、功能构建模块和功能重构模块。命令解析模块接收上层软件的设计命令，包括问询命令和重构命令；功能构建模块完成本地配置方式下国产CPU处理节点的算法模块的功能和流程组建；功能重构模块完成系统功能增加、删除、任务重组、任务迁移、功能伸缩及系统重构等功能。

进一步的，命令解析模块的网络线程接收到功能设计分配软件的命令报文后，对通信命令类型进行判断，解析上层的问询、控制命令报文，将解析的结果通知相应的模块，对不同的命令进行对应的处理。

进一步的，功能构建模块初始化时，定义所有信号处理算法模块未实例化的指针，根据配置文件或接收命令将需初始化的算法模块对象实例化：创建算法模块类实例化对象，同时调用增加函数将该算法模块及其对外接口信息添加到模块映射表中；功能构建提供绑核功能，用户配置算法模块是否需要绑定物理核，在算法模块对象实例化时分配物理核进行绑定，从而可以提高算法并行处理能力。

进一步的，功能重构模块采用观察者模式设计，功能重构模块作为具体主题，各算法模块作为具体观察者，首先在功能重构模块内部将映射转换为观察者的查找表，当收到系统重构命令时，对查找表进行遍历，匹配需要重构的功能模块，通过调用通告函数通知各需要重构的算法模块进行更新，而算法模块更新的主要内容就是对外接口信息的变更。