一種脈沖相參測距產(chǎn)品測試設(shè)備的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

于硯 張焱 孫重希 李曉龍 吳紅梅

摘要：本文對某脈沖相參測距產(chǎn)品的測試中的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了闡述，對軟件架構(gòu)以及各部分功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞：脈沖;測距;測試;軟件

中圖分類號：P225.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

1背景概述

某脈沖相參測距產(chǎn)品測試設(shè)備功能主要為是模擬地面脈沖雷達(dá)上行信號，并接收脈沖相參測距產(chǎn)品轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解算處理，以完成對被測產(chǎn)品各功能性能指標(biāo)的測試。其軟件系統(tǒng)由一套FPGA信號處理軟件和一套MCU顯控終端控制軟件組成，MCU顯控終端控制軟件檢測鍵盤輸入的站數(shù)、重復(fù)頻率、站距等信息，通過串口發(fā)送給FPGA信號處理軟件;FPGA信號處理軟件產(chǎn)生上行調(diào)制脈沖和同步脈沖信號，通過接口隔離電路對外輸出，并對下行脈沖檢波信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出接收信號強(qiáng)度和目標(biāo)距離等信息，通過串口發(fā)送給MCU顯控終端控制軟件以在顯示屏上進(jìn)行顯示。軟件接口關(guān)系詳見圖1所示。

2 FPGA信號處理軟件

FPGA信號處理軟件通過串口通信接收上行脈沖參數(shù)數(shù)據(jù)幀，解析出上行發(fā)射脈沖站數(shù)、重復(fù)頻率、站距等參數(shù)信息，據(jù)此產(chǎn)生脈沖調(diào)制信號及其同步脈沖信號，并對下行脈沖檢波信號進(jìn)行AD采樣，包絡(luò)分析后計(jì)算出接收信號強(qiáng)度以及目標(biāo)距離數(shù)據(jù)，組幀并發(fā)送。

2.1串口收發(fā)模塊

串口收發(fā)模塊具有串口通信、數(shù)據(jù)幀解析、數(shù)據(jù)幀組幀等功能，主要由時(shí)鐘處理單元、串口數(shù)據(jù)接收＼發(fā)送單元以及數(shù)據(jù)幀解析/組幀等單元構(gòu)成，功能框圖詳見圖2所示。

2.2脈沖產(chǎn)生模塊

脈沖產(chǎn)生模塊主要用于產(chǎn)生上行發(fā)射信號的調(diào)制脈沖以及預(yù)留測試用同步脈沖。調(diào)制脈沖產(chǎn)生的依據(jù)為串口收發(fā)模塊接收的脈沖站數(shù)、重復(fù)頻率等信息，功能框圖詳見圖3所示。

2.3包絡(luò)檢波及信號處理模塊

包絡(luò)檢波模塊及信號處理模塊對下行脈沖檢波信號進(jìn)行AD采樣，對幅度和寬度合格的脈沖進(jìn)行平均幅度以及起始上升沿時(shí)標(biāo)的計(jì)算，再根據(jù)包絡(luò)平均幅度及上升沿時(shí)標(biāo)對信號強(qiáng)度及目標(biāo)距離進(jìn)行計(jì)算，功能框圖詳見所圖4示。

3 MCU顯控終端控制軟件

MCU顯控終端控制軟件通過掃描鍵盤操作信息識別用戶通過鍵盤輸入的上行調(diào)制脈沖參數(shù)數(shù)據(jù)，組幀后通過串口進(jìn)行發(fā)送，同時(shí)接收下行檢波脈沖數(shù)據(jù)幀，解析出接收信號強(qiáng)度和距離數(shù)據(jù)，并控制其進(jìn)行顯示，軟件功能框圖詳見圖5所示。

MCU顯控終端控制軟件主要由串口數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)幀解析模塊、數(shù)據(jù)幀組幀模塊、鍵盤掃描模塊、顯示控制模塊以及時(shí)鐘控制模塊（圖中未畫出）組成：（1）串口數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送;（2）數(shù)據(jù)幀解析模塊的主要功能為從串口接收數(shù)據(jù)中識別出下行脈沖解析數(shù)據(jù)幀，再從數(shù)據(jù)幀中解析出FPGA信號處理軟件計(jì)算出的距離和信號強(qiáng)度數(shù)據(jù);（3）數(shù)據(jù)幀組幀模塊的主要功能為將上行調(diào)制脈沖的站數(shù)、重復(fù)頻率以及站距3個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)打包組幀，供串口數(shù)據(jù)收發(fā)模塊進(jìn)行發(fā)送;（4）鍵盤掃描模塊的主要功能為對用戶的按鍵行為進(jìn)行檢測，識別出上行調(diào)制脈沖的參數(shù)數(shù)據(jù)信息;（5）顯示控制模塊的主要功能為將距離和信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示控制輸出;（6）時(shí)鐘控制模塊的主要功能為產(chǎn)生各類定時(shí)和延時(shí)操作供軟件使用。

4結(jié)語

本文闡述了一種用于脈沖相參測距產(chǎn)品測試設(shè)備的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對軟件架構(gòu)以及各部分功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了詳述，可通用于類似測試設(shè)備，具有一定實(shí)用價(jià)值。

收稿日期：2020-03-02

作者簡介：于硯（1984—），女，河北滄州人，本科，工程師，研究方向：電子信息工程。

Software System Design of A Test Equipment for Pulse Coherent Ranging Products

YU Yan，ZHANG Yan，SUN Chong-xi，LI Xiao-long，WU Hong-mei

（Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute，Shanghai? 201109）

Abstract：In this paper，the design scheme of software system in the test equipment of a pulse coherent ranging product is described.The software architecture and the

realization principle of each functional module are described.

Key words： pulse; ranging; test; software