• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Implementacija distr procesora
 

Implementacija distr procesora

on

  • 611 views

 

Statistics

Views

Total Views
611
Views on SlideShare
611
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Implementacija distr procesora Implementacija distr procesora Document Transcript

    • IMPLEMENTACIJA DISTRIBUIRANOG PROCESORA SIGNALA RADARA ZA OSMATRANJE OBJEKATA NA MORU digtalised packing cluter map amplitude CFAR M/N collect & transmit video plots tracks to CSI Row1 Row2 PC-Host Row5 PC1 Canceler packing digtalised PC2 MTI coherent CFAR M/N video PCn Row3 Row4 DSP controll Corelator GUI PC-Host NN Assignation (Munkres) dsp controll Kalman filter PlotList Row TrackList tracks dsp parameters track controll plots operater ppi controll interface track controll Slika 3. Softverske celine
    • IMPLEMENTACIJA DISTRIBUIRANOG PROCESORA SIGNALA RADARA ZA OSMATRANJE OBJEKATA NA MORU Zoran or ević, Marinko Aleksić, Sr an Mitrović, Dragana Radić, Mornaričkotehnički remontni zavod "Sava Kovačević" -Tivat , 2003.god. U ovom radu se prikazuje način na koji je izvršena Radno okruženje za rešavanje ove problematike sastoji se konkretna realizacija distribuiranog procesora signala od radarskog dela, procesorskog dela, softverskih alata, radara za osmatranje površine mora. Ovakvim pomoćnih sklopova i me usobnih veza. procesorom izvršena je modernizacija klasičnog impulsnog radara. Sa radara se uzimaju sledeće 2.1. Tip radara informacije: sinhro impuls, video izlaz sa amplitudnog kanala prijemnika, video izlaz sa faznog detektora Objekat modernizacije je bilo koji impulsni radar za koherentnog kanala prijemnika, podatak o uglu antene. osmatranje površine mora sa kružnim pretraživanjem. Nakon obrade podaci o pokretnim objektima na moru Generalna karakteristika ovih radara je da imaju širinu automatski se šalju komandno informacionom sistemu. snopa zračenja antene relativno usku po horizontali i Sva obrada je izvršena u realnom vremenu. relativno široku po vertikali. Gruba blok šema radara (slika 1) se sastoji od bloka sinhronizacije, bloka 1. UVOD predajnika, antene, bloka amplitudnog prijemnika, bloka koherentnog prijemnika sa faznim detektorim. Blok Radar predstavlja, pored ostalih primena, dominantno koherentnog prijemnika sa faznim detektorom daje video sredstvo za osmatranje površinske situacije na moru u svim izlaz koji je funkcija razlike u fazi izme u predajnog meteorološkim uslovima. Zahvaljujući tehnološkom signala i povratnog signala na ulazu u prijemnik. razvoju ključnih hardverskih i softverskih komponenta postalo je moguće da mali timovi uz skromna finansijska sredstva mogu realizovati relativno složene sisteme za procesiranje signala radara u realnom vremenu. ugao antene 1.1. Opravdanost rada Brojne su realizacije raznih procesora signala radara tokom amplitudni kanal a. video predajnik prijemnika zadnjih 40 godina. One se kreću od raznih procesora zasnovanih na elekronskim cevima, potenciloskopima, koherentni kanal tranzistorima, TTL tehnologije, pa do specijalnih c. video sa faznim digitalnih radarskih procesorskih modula [1]. Relativno sinhronizator detektorom velika količina radara zaostala iz minulih godina poseduje synchro specifične i po mnogo čemu jedinstvene sisteme za obradu slike. Zajednička karakteristika svih ovih procesora je tehnološka zavisnost od samog prizvo ača. Brojni su Slika 1. Gruba blok šema RADARA negativni primeri gde je korisnik izuzetno skupo platio opremu, a prozvo ač finansijski propao ili prestao da 2.2. Procesorsko okruženje podržava svoj dotadašnji proizvod. Druga bitna karakteristika je njihova zastarelost i nepotpuno rešavanje U konačnom rešenju koristi se standardni personalni PC problema obrade signala. računar u industrijskoj varijanti. Za potrebe prototipskog razvoja koriste se standardni brzi komercijalni personalni PC računari (>1GHz). Model predvi a upotrebu više 1.2. Zadatak računara spojenih u lokalnu mrežu (LAN). Koristi se TCP/IP protokol. Potrebno je realizovati unificirani distribuirani procesor Jedan od PC računara (PC - Host) je odabran da služi kao signala pomoću kojega bi se mogli modernizovati radari. akvizicijski i u njemu se nalaze DSP (engl.- Digital Signal Rezultat obrade ovakvog prcesora se šalje po unificiranim Processing) kartice. Singnali sa radara se najpre obra uju protokolima svim potencijalnim korisnicima, prvenstveno u DSP delu a zatim se šalju PC - Hostu. Komandno Informacionom Sistemu. 2. OKRUŽENJE
    • ugao M62_0 Q62 2.5. Pomoćni sklopovi AMPL VIDEO AIX20 DSP FIFO FIFO DSP2 FIFO DSP3 SYNCHRO Pod ovu kategoriju sklopova svrstali smo ugaone blokove, PCI blokove za prilago enje impedansi i blokove za FIFO FIFO uobličavanje impulsa. FI FO FO ugao M62_1 Ugaoni blokovi realizuju funkciju konverzije signala ugla FI COHO VIDEO AIX20 DSP FIFO FIFO DSP1 FIFO DSP0 na paralelni format pogodan za unos u DSP sa: SYNCHRO PCI • inkrementalnog optičkog enkodera PCI • zakretnog transformatora selsinskog tipa • zakretnog transformatora resolverskog tipa Slika 2. DSP okruženje Upotrebljene su DSP (slika 2) kartice američke firme 3. REALIZACIJA Innovative Integration i to: - Dve kartice M62 sa procesorom TMS320C6201 i Napisan je softver (slika 3) koji je distribuiran na šest modulom A/D konvertora sa maksimalnom frekvencijom digital signal procesora i jednom ili više PC računara. semplovanja od 20MHz i 12-bitnom rezolucijom (AIX20). Realizovani softer moze se generalno podeliti na deo za - Jedna Q62 kartica sa četiri procesora TMS320C6201 procesiranje signala ( za DSP) i deo za procesiranje me usobno povezanih pomoću brzih (132MByte/s, 32- informacija (za PC Host). Upotrebom objektno- bita) FIFO linkova orjentisanog pristupa preslikava se rečnik problema u rečnik objekata [2], pa je na taj način drastično ubrzan 2.3. Me usobne veze razvoj projekta. Ovde se prikazuje koncept realizacije za jedan od zahtevnijih radara. Na prvu karticu M62 dovodi se: 3.1. Programski deo DSP-a • uobličen sinhronizacioni signal na ulaz hardverskog prekida U zavisnosti od tipa radara na koji se ugra uje postoje • video signal sa amplitudnog dela prijemnika u različite varijante ovog procesora. Varijante se razlikuju njen AIX20 blok po broju angažovanih DSP-a i programskim celinama koje • signal o uglu zakreta antene se na njima realizuju. Ključni parametri radara koji utiču na izbor varijante su: impulsna frekvencija, širina impulsa, Na drugu karticu M62 dovodi se: brzina rotacije antene, postojanje ili nepostojanje koherentnog kanala. • uobličen sinhronizacioni signal na ulaz DSP na kartici M62_0 po prijemu hardverskog prekida hardverskog prekida (sinhro impuls) komanduje početak A/D konverzije bloku • video signal sa faznog detektora koherentnog AIX20. Nakon popune FIFO bafera u AIX20 vrši se dela prijemnika u njen AIX20 blok prebacivanje rezultata u memoriju DSP-a i počinje obrada. • signal o uglu zakreta antene Parametri obrade (konstante filtera, režimi rada) unose se sa PC-Hosta u DSP preko PCI magistrale. Sledi CFAR Prva i druga M62 kartica šalju rezultate svoje obrade Q62 obrada nakon koje se dobija binarni video. Binarni video kartici. Komunikacija se obavlja pomoću FIFO portova se preko FIFO porta šalje procesoru Q62_DSP2. (57MBytes/s, 16-bita). Digitalizovani amplitudni video (obra en ili ne u Kartice komuniciraju sa PC - Host računarom preko PCI zavisnosti od želje operatera) se dovodi u oblik pogodan za magistrale (132MBytes/s, 32-bita/33MHz). prikaz u sirovoj formi i šalje se PC-Hostu na prikaz. Za komunikaciju izme u PC računara koriste se 100MB/s Procesor Q62_DSP2 vrši integraciju binarnog video Ethernet kontroleri. signala po azimutu. Zatim na principu M/N [3] vrši se detekcija plota. 2.4. Softverski alati DSP na kartici M62_1 na sličan način realizuje A/D - Korišćen je Code Composer Studio firme Texas konverziju kao i M62_0. Na isti način se unose i radni Instruments za razvoj aplikacija za pomenute DSP-e koje parameti. Najpre se radi filtracija radi izvlačenja se mogu pisati u programskom jeziku C/C++, informacija o pokretnim ciljevima. Ukoliko objekat koji se - Integrisana softverska razvojna okruženja za PC host deo posmatra ima komponentu radijalne brzine tada se od - CASE alati za projektovanje objektnog modela po impulsa do impulsa menja fazna razlika izme u predajnog standardu UML i primljenog impulsa. Sledi CFAR obrada nakon koje se dobija binarni video. Binarni video se preko FIFO porta šalje procesoru Q62_DSP1. U zavisnosti od želje
    • operatera ovakav video sa informacijama o pokretnim zahvaćen samo jednim tragom tada se vrši proces objektima MTI (Moving Target Indikation) se dovodi u pridruživanja (asignacije) treku. U ovom procesu vrši se oblik pogodan za prikaz u i šalje se PC-Hostu na prikaz. Kalmanovo filtriranje izmerenih veličina (u ovom slučaju Procesor Q62_DSP1 vrši integraciju binarnog MTI video ugla azimuta i daljine do objekta). Pretpostavka je da digtalised packing cluter map amplitude CFAR M/N collect & transmit video plots tracks to CSI Row1 Row2 PC-Host Row5 PC1 Canceler packing digtalised PC2 MTI coherent CFAR M/N video PCn Row3 Row4 DSP controll Corelator GUI PC-Host NN Assignation (Munkres) dsp controll Kalman filter PlotList Row TrackList tracks dsp parameters track controll plots operater ppi controll interface track controll Slika 3. Softverske celine signala po azimutu. Zatim na principu M/N vrši se poznajemo distribuciju greške merenja po daljini i azimutu detekcija plota. za radar koji se modernizuje. Apriori smo pretpostavili da Plotovi kao rezultati obrade procesora Q62_DSP1 i je greška merenja raspodeljena po normalnom zakonu. Q62_DSP2 se proslje uju procesoru Q62_DSP0, a odatle preko PCI magistrale PC-Hostu. Ukoliko je plot zahvaćen sa više trakova ili se u zahvatu jednog treka nalazi više plotova, odluka se prepušta bloku 3.2. Programski deo PC-Hosta asignacije na pricipu najbliži sused (engl.- NN-nearest neigbour). Primljeni video signal (amplitudni ili MTI) prikazuje se na Da bi se algoritam NN ubrzao koristi se Munkresov ekranu PC-Hosta. Plotovi dobijeni sa DSP-dela se algoritam [3]. Ovaj algoritam se može raspodeliti da radi prikupljaju i na osnovu njihove statističke analize kreira se na više PC računara paralelno[10]. mapa klatera. Na osnovu promene filtriranih koordinata računa se kurs i U području gde nije detektovan klater analiziraju se brzina objekta. Podaci o trekovima se po želji operatera plotovi sa amplitudnog dela, a tamo gde je detektovan sa prikazuju na ekranu. Kao rezultat procesiranja trekovi se MTI dela. Plotovi se po želji korisnika pokazuju na šalju komandno informacionom sistemu. ekranu. Vreme prikaza plotova na ekranu zavisi od želje korisnika. Svaki plot koji je "prošao" filter mape klatera 4. PROBLEMI testira se da li je unutar područja zahvata (in gate)[3] nekog ranije estimiranih trekova - tragova. Ukoliko nije on Problem implementacije procesora signala radara ovakve se dodaje listi potencijalnih tragova. Ukoliko je jedan plot složenosti nije nimalo lak. Veliki broj inžinjera u svetu se
    • bavi izuetno uskim područjima koja su samo dotaknuta u [2] Z. or ević, "Objektno orijentisani pristup ovom radu. Glavni cilj je bio da se pokrene sistem uz projektovanju informacionog sistema podmornice", implentaciju minimalnog seta čak i najjednostavnijih magistarski rad, ETF, Beograd, 1997. metoda uz imperativ rada u realnom vremenu. [3] S. S. Blackman, "Multiple-Target Tracking with Radar Povećanje broja procesora sa jedan na x ne znači x puta Applicatons", Artech House, 1986. brži rad. Potrebno je mnogo praktičnih eksperimenata i [4] Y. Bar-Shalom, "Multitarget - Multisenzor Tracking: podešavanja da bi sistem proradio. Applications and Advances", Volume II, Artech House Poseban problem je izrada simulatora. U ovoj fazi se Boston London,1992. odustalo od razvoja primenom simulacije, zbog nedostatka [5] M6x Devel. Package Manual, Innovative Integration iskusnih projektanata koji imaju veliko prethodno iskustvo [6] Q6x Devel. Package Manual, Innovative Integration u implementaciji ovakvih sistema. Zato se iskoristila [7] OMNIBUS User's Manual, Innovative Integration mogućnost korišćenja stvarnih radara, bez negativnog [8] Z. or ević, M. Aleksić, S. Mitrović "Koncepti uticaja na njihov tekući rad. . modernizacije brodskih upravljačkih sistema", 20. Godišnjak Fakulteta za pomorstvo, Kotor, 2003. 5. ZAKLJUČAK [9] M. R. Stojić, "Digitalni sistemi upravljanja", ETF Beograd, 1998. Realizovano je potpuno okruženje za dalji rad na ovoj [10] G. Robinson, "Parallel Computing Works", Morgan problematici. Zahvaljujući korišćenju OO-metoda u Kaufman Publishers, 1994. projektovanju ostavljeno je mesto da se izvrše buduća poboljšanja. Radom na ovom projektu stekla su se Abstract: One implementation of distributed radar signal iskustva i znanja koja omogućavaju projektovanje processor is presented in this paper. All this work is based kompleksnog simulatora u svrhu testiranja sistema. on current technological results in PC / DSP hardware and Dosadašnji praktični eksperimenti pokazali su se dosta object - oriented software design concept. Only basic radar uspešnim i čak uporedljivim sa postojećim rešenjima signal processing algorithms are implemented. Result of drugih renomiranih proizvo ača. this approach is system which is the basic for new improvements. LITERATURA: ONE IMPLEMENTATION OF DISTRIBUTED [1] M. E. Radant, "The Evolution of Digital Signal RADAR SIGNAL PROCESSOR FOR COASTAL Processing for Airborne Radar", IEEE Transactions on SURVEILLANCE Aerospace and Electronic Systems, Vol. 38. No 2. April 2002. Zoran or ević, Marinko Aleksić, Sr an Mitrović, Dragana Radić