基于RTOS的雷達(dá)陣面激勵(lì)器測試平臺(tái)設(shè)計(jì)

楊徐路 牟昱東 黃曉燕 彭松鵬 葉薇薇

摘要：本文介紹了一種基于RTOS系統(tǒng)的雷達(dá)陣面激勵(lì)器測試平臺(tái)，以滿足雷達(dá)陣面聯(lián)調(diào)時(shí)各種復(fù)雜工況中的調(diào)試需求，測試平臺(tái)具有操作性、可移植性、維護(hù)性好的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：RTOS;測試平臺(tái);激勵(lì)器

中圖分類號(hào)：TN95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）05-0139-01

0引言

天線子陣是雷達(dá)陣面的基本組成單元，激勵(lì)器作為天線子陣的主要組成部分，擔(dān)負(fù)著向組件提供電源及微波激勵(lì)信號(hào)、解碼波控指令并控制雷達(dá)波束相位的任務(wù)，在單板級(jí)組裝完成或陣面級(jí)調(diào)試排故時(shí)，通常會(huì)使用工控機(jī)模擬波控發(fā)出控制指令及相應(yīng)時(shí)序信號(hào)以驗(yàn)證其輸出性能，同時(shí)將預(yù)置的移相衰減數(shù)據(jù)燒錄至激勵(lì)器中的Norflash中，以便工作時(shí)查找調(diào)用。傳統(tǒng)的工控機(jī)多使用電腦作為主控設(shè)備，在陣面調(diào)試時(shí)，受環(huán)境所限操作較為不便，本文針對此情況開發(fā)一款基TRTOS的雷達(dá)陣面激勵(lì)器測試平臺(tái)，平臺(tái)基于ARM公司的STM32F769NIH6芯片，在串口的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了顯示屏觸控及網(wǎng)口等多種通訊方式，應(yīng)用于多種調(diào)試場景，提高了測試平臺(tái)使用的靈活性，避免了調(diào)試受環(huán)境限制的影響，大大提高了調(diào)試效率。激勵(lì)器測試平臺(tái)原理框圖如圖1所示。

1測試平臺(tái)控制方案

測試平臺(tái)主要包括了顯控單元、數(shù)據(jù)處理單元、波形發(fā)生單元及F1ash燒錄單元。顯控單元以四英寸電容觸控屏作為命令控制與狀態(tài)顯示的顯控設(shè)備，主要通過MIPI聯(lián)盟的DSI接口與ARM芯片STM32F769NIH6完成通訊交互，同時(shí)為了適應(yīng)不同的調(diào)試工況，平臺(tái)還配備了諸如以太網(wǎng)、USART等通訊接口，豐富的接口配置可以在不同的主控機(jī)之間靈活切換，滿足各種雷達(dá)的實(shí)際調(diào)試需求。數(shù)據(jù)處理單元主要用于接收顯控單元等傳來的控制命令，并將其按SPI協(xié)議格式發(fā)送給陣面激勵(lì)器，同時(shí)監(jiān)測陣面激勵(lì)器的電壓、溫度、CRC校驗(yàn)值等信息并PARS422電平串口回告給顯控單元以實(shí)時(shí)顯示單板狀態(tài);波形發(fā)生單元主要用于產(chǎn)生陣面激勵(lì)器主控Mosfet的脈沖波形，從而驅(qū)動(dòng)后端的TR組件;Fhsh燒錄單元?jiǎng)t用于接收顯控單元傳來的燒錄命令，將預(yù)置的組件移相和衰減信息表通過sPI協(xié)議燒錄至對應(yīng)激勵(lì)器的Norflash中，以供實(shí)際工作中對移相衰減數(shù)據(jù)的調(diào)用。

2硬件設(shè)計(jì)

測試平臺(tái)的核心控制器采用了ST公司的Cortx-M7系列的ARM芯片STM32F769NIH6，內(nèi)置2MB Flash，542KB RAM，最高運(yùn)行主頻可達(dá)216M。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，平臺(tái)配置了MIPI DSI、SPll及USARTl用來完成數(shù)據(jù)處理及顯控單元的主體功能，同時(shí)將以太網(wǎng)及USART2作為通訊的冗余備份，并配置sPl2以完成Flash燒錄單元的功能，在此基礎(chǔ)上配備了定時(shí)器及PwMN塊以完成波形產(chǎn)生的功能。為了滿足系統(tǒng)狀態(tài)指示及復(fù)位的需求，還配置了按鍵及LED燈等硬件資源，具體框圖如圖2所示。

3軟件設(shè)計(jì)

測試平臺(tái)軟件基TRTOS操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，采用了搶占式多任務(wù)調(diào)度的方法，主要建立了用于控制及接收觸控屏數(shù)據(jù)的Framewin線程、用于接收串口指令的USART線程、用于產(chǎn)生Mosfet驅(qū)動(dòng)信號(hào)的PWM線程、用于向激勵(lì)器發(fā)送波控碼的SP11線程以及向Flash燒錄數(shù)據(jù)的SP12線程。

優(yōu)先級(jí)方面，為滿足對命令的實(shí)時(shí)響應(yīng)需求，F(xiàn)ramewin及USART線程處于最高優(yōu)先級(jí)，PWM線程次之，并于PWM單周期計(jì)數(shù)完成后觸發(fā)sP11線程開始向激勵(lì)器發(fā)送波控碼，SPl2線程處于最低優(yōu)先級(jí);線程之間采用Eventflag協(xié)調(diào)同步，并使用MemoryPool傳遞數(shù)據(jù)。

4總結(jié)與展望

本文主要針對雷達(dá)系統(tǒng)調(diào)試工作中的各種復(fù)雜工況，提出了基于RTOS平臺(tái)的觸控式測試平臺(tái)方案，目前已應(yīng)用于雷達(dá)陣面調(diào)試中，效果良好。

測試平臺(tái)具有操作性、可移植性、維護(hù)性好的優(yōu)點(diǎn)，可在各型號(hào)中推廣使用。