文档介绍：一
独创性或创新性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的
研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论
文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得西安电子科
技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对
本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
本人签名八日期引
关于论文使用授权的说明
本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即研
究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保
证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技
大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文学校可以公布
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的论文在解密后遵守此规定
门,
本人签名娜备独
导师签名刁彝钾日期
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第一章绪论
第一章绪论
在高速实时信号处理领域,尤其是雷达、声纳、通信和图像信号处理中,传
统的信号处理系统己远远满足不了实时高速的处理需求。尤其雷达成像技术的日
渐成熟,如何来进行实时的海量雷达图像数据的处理呢因此大规模高速并行雷
达信号处理系统的设计与实现的研究始终是一大热点问题。
随着电子技术的飞速发展,各种微机总线标准竟相出台,构建基于标准总线
的并行处理系统来满足实时信号处理的需求己变得日益迫切,人们期望并行处理
系统能够变得体积越来越小,处理能力越来越大,处理速度越来越快,基于标准
总线的并行处理系统的设计己经成为高速实时信号处理系统中的一块基石。
大规模的并行处理系统是由大量的基于标准总线的通用信号处理模板组成的,
因此我们必须进行的一项工作就是设计通用信号处理模板,这样构建并行系统才
成为可能。
论文选题的背景及意义
传统数字信号处理的研究对象是平稳的信号模型,现代数字信号处理算法研
究的往往是基于更实用非平稳噪声模型,利用信号结构的先验信息来大大提高处
理效果,但代价是运算量的增大。自从卡尔曼滤波理论出现之后,现代数字信号
处理要涉及到大量的矩阵运算,如矩阵求逆,求解线性方程组等,要求的运算量
为口的,在实时处理时需要的吞吐率高达每秒次或者更高。在现代电子领域,
即使经典的信号处理算法,随着采样速率的提高和处理精度的提高,对计算速度
的要求也是相当惊人的。如通讯中实时语音处理需要的运算速度在
实时图像处理要求以上的处理能力合成孔径雷达在
的输入信号采样速率下,实施点两维相关处理需要的处理速度
而分辨率更高的逆合成孔径雷达需要的运算速度则达到了以上
。高速大容量的数据流以及对信号处理实时性的要求,是现代信号处理系统的主
要特点,在很多情况下对运算速度的要求远远超出了目前单片运算能力的极
限。
尽管芯片在飞速的发展,核心处理速度不断提高,芯片内存的不断增大,
但是紧紧靠单片系统己无法满足高速实时信号处理的要求,因此必须采用实
时性强、精度高和具备高数据吞吐量的大规模并行处理系统。一般设计多大
规模并行处理系统采用因地制宜的方法,即针对特定的应用问题选择合适的算法,
然后根据算法的流程确定系统的硬件结构,设计专用的处理模板完成运算,不同
的任务使用不同结构的硬件且互不兼容。这种设计方法带来的问题是当信号处
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基于标准总线的多信号处理模板设计
理的内容、规模发生变化,或者出现新的算法时。整个系统都需要重新设计。系
统的通用性和扩展能力都很差。因此有必要发展一种可重构的、可扩展的通用信
号处理系统,一方面,可以通过灵活的软件编程来适应处理问题的变化和算法的
发展另一方面,可以通过简单的硬件扩展来适应处理规模的变化。
计算机总线是计算机各部件之间进行信息传输的公共通道。微型计算机系统
中广泛的采用总线结构,其优点是系统成本低、组态灵活、维修方便。因此我们
采用基于标准总线的多信号处理模板的设计、生产的硬件模板兼容性强,易
于扩展。同时由于采用标准总线接口,系统中可以加入现成的产品,如面向标准
总线的高速图形卡,外围设备及板卡等等,具有很强的通用型。
随着微处理器技术的不断发展,运行速度的不断提高,多处理器结构的
出现,高速缓冲存储器的广泛应用等,都要求有高速的总线来传输数据,从而出
现了多总线结构。多总线结构是指与存储器、等设备之间有两种以上的
总线,