【摘要】：隨著數(shù)字化技術飛速發(fā)展,以硬件為核心的傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)開發(fā)模式將逐漸被以軟件技術為核心、以需求為驅動的開發(fā)模式所取代。而顯控終端是軟件化雷達人機交互重要模塊,對軟件化雷達的研究和應用具有重要意義。本文首先介紹雷達終端的基本概念、發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,并設計一款基于CPU和GPU異構平臺的軟件化雷達顯控終端。然后根據(jù)軟件化雷達基本概念,將其分為四個軟件模塊:終端應用程序、系統(tǒng)函數(shù)庫、程序函數(shù)庫和服務器應用程序。同時對CPU和GPU的結構和計算能力方面進行分析和比較,并介紹CUDA編程模型,包括編譯方式和軟件體系。接著對終端關鍵算法進行設計,包括脈沖壓縮算法、MTI和MTD算法、CFAR檢測算法。通過matlab仿真確定正確性,然后分別基于CPU和GPU實現(xiàn)算法,并對結果進行分析比較。最后是對軟件化雷達顯控終端進行整體的設計和實現(xiàn)。根據(jù)總體設計要求將終端系統(tǒng)分解成四個模塊:人機交互模塊、通信模塊、信號處理模塊和信息顯示模塊,分模塊進行設計和實現(xiàn)�；谏鲜龉ぷ�,完成了一款運行于PC的軟件化雷達顯控終端,結合GPU運算能力和高性能算法,能滿足終端信號處理、目標顯示的實時性、高精度要求。
【圖文】：

￣逡逑圖１．１雷達簡化框圖〖３］逡逑從圖１．１中可以簡單地將雷達的工作流程概括為：雷達通過發(fā)射機產(chǎn)生電磁能，該逡逑電磁能通過天線向外輻射，輻射的范圍由天線的波束決定。此時如果目標恰好位于此波逡逑束內(nèi)，并反射了部分的電磁能，則天線會接收此信號并通過收發(fā)轉換開關傳輸?shù)浇邮諜C逡逑中，并做后續(xù)的信號處理、數(shù)據(jù)處理等。逡逑而終端作為雷達系統(tǒng)中關鍵部件，承擔著人機交互的重要功能。雷達終端顯控系統(tǒng)，逡逑作用是將接收到的雷達視頻信息通過目標檢測、目標跟蹤等處理后通過可視化將目標的逡逑方位、距離等重要信息反饋給用戶；同時用戶還能夠通過終端對雷達系統(tǒng)進行特定化的逡逑設置，使雷達能適應當前的環(huán)境。逡逑１．３雷達終端的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀逡逑１．３．１雷達終端的發(fā)展歷史逡逑在計算機軟件技術、微電子技術和標準總線技術持續(xù)發(fā)展的推動下，雷達顯控終端逡逑的發(fā)展經(jīng)歷了以下三個階段：逡逑（１）

中央處理器（ＣＰＵ）和圖形處理器（ＧＰＵ）兩者都有著自己的緩存體系以及數(shù)字和逡逑邏輯單元，都是通過總線與外界聯(lián)系。但是ＣＰＵ與ＧＰＵ在架構及處理模式上都與有很逡逑大區(qū)別，兩者結構示意圖如圖２．１所示。逡逑Ｈｌ￣邋１邋ｊ邋ｌ７！邋ｉ邋１：邋Ｊ邋ＦＩ邋Ｔ邋Ｉ邋ＩＴ：１Ｔ］邋：；逡逑ＳＢ）邋Ｍ邋１邋１邋Ｍ邋１邋１邋１邋１邋Ｍ邋１邋１邋））逡逑■Ｌｉ邋N邋ｉ」：」．N１Ｉ邋＇Ｉ逡逑ａｔ－１邋ａａｎａｒＥＳＩ邋Ｅ５３逡逑Ｂ邋ｌ邋１邋－１邋１－１邋１邋Ｉ邋Ｊ＾：ｌ邋Ｉ邋ｒＴ＂ＴＴＴ￣１逡逑ｂｌ．」．」Ｌ邋丨」？」—：Ｌ！邋ｊ逡逑Ｂｌ邋１邋１邋１１邋Ｉ邋１邋Ｍ邋；邋Ｍ邋１１邋１邋Ｉ邋：逡逑ＨＩ邋１邋ＹＴＴ＼邋１邋Ｍ邋ＩＩ邋ｒｒｒＴＴｉ逡逑ＥＨＨＨＨ邋00■■■■■逡逑ＧＰＵ邐ＣＰＵ逡逑圖２．１邋ＣＰＵ和ＧＰＵ結構比較逡逑從圖２．１中可以觀察到，ＣＰＵ和ＧＰＵ均有著自己的存儲體系（Ｃａｃｈｅ和ＤＲＡＭ部逡逑分，實際存儲體系較圖示更為復雜）、控制邏輯（Ｃｏｎｔｒｏｌ部分）和運算單元（ＡＬＵ部分）。逡逑但是很明顯，，在ＣＰＵ架構中，控制器和寄存器占／大部分面積，與之相對的，ＧＰＵ則逡逑擁有更多的ＡＬＵ邋（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ邋Ｌｏｇｉｃ邋Ｕｎｉｔ，邏輯運算單元）。從這結構的差異中可以得知，逡逑ＣＰＵ更注重數(shù)據(jù)高速緩存和流控制，但無法做到真正意義上的數(shù)據(jù)并行處理；而ＧＰＵ逡逑擁有高度并行結構，適合對密集型數(shù)據(jù)進行并行處理，在處理圖形數(shù)據(jù)和復雜算法方而逡逑擁有比ＣＰＵ更高的效率。逡逑ＧＰＵ之所以擁有強大的并行計算能力
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN957

【參考文獻】

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