DSP合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)逆存儲(chǔ)轉(zhuǎn)置器設(shè)計(jì)方案

　1．引言
　　合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)是一種全天時(shí)、全天候的高分辨率主動(dòng)微波遙感成像系統(tǒng)，在地理遙感、地形測(cè)繪、災(zāi)情預(yù)測(cè)和軍事偵察等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。逆存儲(chǔ)轉(zhuǎn)置器（ICTM）是合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)的一個(gè)重要模塊，它需要將上位機(jī)方位壓縮模塊輸出的圖像數(shù)據(jù)以方位線的形式依次寫入外部存儲(chǔ)器，通過(guò)數(shù)據(jù)的逆轉(zhuǎn)置處理，以距離線的形式將圖像數(shù)據(jù)依次輸出。此外，ICTM的輸出數(shù)據(jù)將經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)I/O節(jié)點(diǎn)發(fā)送到下位機(jī)圖像顯示模塊，使圖像顯示模塊能實(shí)時(shí)的以距離線形式滾動(dòng)顯示雷達(dá)圖像。ICTM以TI的一款高性能定點(diǎn)DSP芯片TMS320C6415為核心處理器，兩條大容量SDRAM作為外部存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的逆存儲(chǔ)轉(zhuǎn)置操作，同時(shí)其強(qiáng)大的處理能力也為今后處理更多的數(shù)據(jù)提供了升級(jí)空間。
　　2．TMS320C6415芯片簡(jiǎn)介
　　TMS320C6415是TI公司生產(chǎn)的高性能定點(diǎn)DSP C6000系列中的一款，該系列的DSP都是基于VelociTITM架構(gòu)的VLIW DSP，在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以執(zhí)行8條32bit的指令。C6415的核心工作頻率最高可以達(dá)到720MHz，峰值工作速率為5.76GIPS。C6415提供與SDRAM的無(wú)縫接口，可以有效的簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)開發(fā)難度，利用C6415的片選空間映射管理SDRAM，最多可以支持1GB的外部存儲(chǔ)空間，完全可以滿足逆存儲(chǔ)轉(zhuǎn)置處理所需的192M存儲(chǔ)要求。
　　TMS320C6415的CPU結(jié)構(gòu)具有2個(gè)通道，每個(gè)通道有4個(gè)功能單元（1個(gè)乘法器和3個(gè)算術(shù)邏輯單元），16個(gè)32位通用寄存器，每個(gè)通道的功能單元可以隨意訪問(wèn)本通道的寄存器。CPU還有2個(gè)交叉單元，通過(guò)它們，一個(gè)通道的功能單元可以訪問(wèn)另一個(gè)通道的寄存器。另外，CPU還具有256bit寬的數(shù)據(jù)和程序通道，可以使程序寄存器在每個(gè)時(shí)鐘周期提供8條并行執(zhí)行指令，這種CPU結(jié)構(gòu)是DSP具有VLIW結(jié)構(gòu)的基本條件。
　　DSP的存儲(chǔ)空間映射為內(nèi)部存儲(chǔ)器、內(nèi)部外設(shè)及外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，其中內(nèi)部存儲(chǔ)器由64KB內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器可以映射到CPU地址空間或者作為Cache操作。內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可以通過(guò)CPU、DMA或HPI（Host Interface）方式訪問(wèn)，HPI接口使上位機(jī)可以訪問(wèn)DSP的存儲(chǔ)空間。
　　3．ICTM工作原理
　　ICTM模塊的主要功能是將上位機(jī)方位壓縮模塊輸出的數(shù)據(jù)重新排列順序，使得依次沿方位向排列的數(shù)據(jù)變換成沿距離向排列，使下位機(jī)圖像顯示模塊能實(shí)時(shí)滾動(dòng)顯示圖像。
　　
　　圖1 ICTM模塊工作原理示意圖
　　ICTM模塊的工作原理可用圖1來(lái)表示。整個(gè)SDRAM存儲(chǔ)空間劃分為BANKA和BANKB兩塊存儲(chǔ)區(qū)，兩塊BANK的列深度為輸入的方位向點(diǎn)數(shù)2048點(diǎn)，行深度為輸出的距離向點(diǎn)數(shù)4096點(diǎn)，為使兩塊BANK的讀/寫數(shù)據(jù)量平衡，需要在每個(gè)工作周期內(nèi)輸入兩條方位線（2×2048點(diǎn)）數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出一條距離線（1×4096點(diǎn)）數(shù)據(jù)。兩塊存儲(chǔ)區(qū)采用“乒乓”操作的讀寫方式，即如果等間隔讀BANKA區(qū)域，則連續(xù)寫B(tài)ANKB區(qū)域，反之如果連續(xù)寫B(tài)ANKA區(qū)域，則等間隔讀BANKB區(qū)域，讀完一塊存儲(chǔ)區(qū)的同時(shí)，另一塊存儲(chǔ)區(qū)也剛好寫滿。這樣兩塊存儲(chǔ)區(qū)交替工作，充分節(jié)約了讀/寫SDRAM的時(shí)間開銷，有利于滿足整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。