一种补偿因子区域不变的CS成像算法

为提高星载合成孔径雷达（SAR）成像的实时性,减小补偿因子的运算量,提出了一种补偿因子区域不变的Chirp Scaling（CS）成像算法. 这种改进的CS算法根据补偿因子的相位误差确定一个更新步长,在每个步长内更新一次补偿因子,即相邻单元内的数据与相同的补偿因子相乘. 利用这种改进的CS算法对点阵目标和实测目标进行了仿真验证,得到的SAR图像质量与传统CS算法的结果相差很小. 这种补偿因子区域不变的CS成像算法在满足精度的前提下使得补偿因子的运算量成倍减小,大大减小了实时成像的压力,能够有效降低星上实时处理系统的规模,从而降低系统功耗.      

SAR实时成像系统的快速定点仿真验证技术

SAR实时成像处理系统的定点化优化能够减小系统存储规模、提高系统运算速度,是降低系统功耗、减小系统规模、提高实时性的有效方法.本文以CS成像算法为例,分析并统计了算法的运算量,针对其核心运算--FFT进行了定点化优化,选择基-22FFT算法,设计了合理的定标策略.采用SystemC语言对整个SAR成像系统进行了系统级快速仿真和验证,真实模拟了FPGA系统的实现结果.对16 384×16 384大小的点阵数据和面目标数据采用24 bits的字长进行了成像仿真,仿真结果满足系统指标要求.      

CORDIC算法的优化及实现

为提高坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的精度并降低硬件资源消耗,对CORDIC算法收敛性以及旋转序列的选取进行了研究.针对圆周系统下CORDIC算法的角度覆盖范围、硬件资源和运算精度等问题提出了进一步的优化措施.利用经过优化后的CORDIC算法,在FPGA中实现了流水线结构的正余弦函数和反正切函数,并把运算精度与硬件资源消耗与Xilinx IP核进行了比较.比较结果表明该优化算法在提高运算精度的同时能够有效降低硬件资源消耗.      

嵌入式GPU滑动聚束SAR实时成像方法

针对SAR实时成像系统的传统计算平台实时性不足与功耗过高的问题，研究了一种基于嵌入式GPU的实现方法.为了充分利用嵌入式GPU中有限的内存资源，提出一种内存分割与重配置方案，采用页锁定内存和zero-copy技术，实现数传-计算并行化处理；为解决实时性问题，在算法并行计算环节，利用共享内存、寄存器等资源实现大规模数据并行.结果表明，在TX2上完成16 384×8 192点滑聚SAR成像处理时间为12.66 s，功耗为15 W.该优化方法也适用于其他模式的雷达处理算法，并可为未来嵌入式实时成像处理提供参考.      

一种新的连通域标记算法

提出一种新的连通域标记算法.与其它适合硬件实现的算法相比,增加了虚警剔除部分,并将一维数组和游程码的结构结合成二维数组的形式进行操作,使新算法在速度、资源占用率、性能上更有优势.算法的Matlab和现场可编程门阵列(FPGA)仿真结果表明,新算法可以完备记录标记和参数信息;应用于要求快速得到准确参数信息的工程时,相比较其他算法,时间减少约50%,且控制逻辑的复杂性减小.