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芯片 雷达芯片 一款国产DSP雷达芯片问世,结束长期进口依赖!

一款国产DSP雷达芯片问世,结束长期进口依赖!

一款小小芯片的问世,结束了ZG国产DSP雷达芯片长期依赖进口的历史。去年南京熊猫所在北京举行的第三届军民融合发展高技术装备成果展览暨论坛,展出了联合清华大学、龙芯中科等单位研发的华睿DSP芯片。


这么一个小小的芯片,却承载了我国雷达电子的重中之重,采用了多核多线程技术,达到世界先进水平


DSP芯片,学名数字化信息处理芯片,是一种特殊的芯片,专门用于处理各种信号比如雷达红外无线电信号的利器,现在的先进雷达都采用了数字化部件,软件化设计,这是一个必需品,比如手机芯片。


华睿1号是我国自主研制的一款4核微处理器,该处理器内部集成了矢量处理部件,扩展了包含快速傅里叶变换(FFT)蝶形运算指令在内的矢量指令集,具有很强的FFT运算和数字脉压处理能力。在嵌入式实时操作系统下的实测表明华睿1号单核处理1 024个单精度浮点复数FFT和数字脉压的运算时间分别为6.12μs和15.36μs,采用多线程FFT并行处理技术后,4核加速比可达3倍以上,满负荷功耗仅10 W,总体性能优于国内外同类处理器,适用于对实时性要求较高的雷达信号处理和电子对抗等领域。





作为雷达芯片性能达到国际先进水平



华睿1号采用65nm CMOS工艺,工作主频为550MHz,处理能力32GFMACS,功耗为10W。就技术指标而言,华睿1号DSP 性能明显优于飞思卡尔公司的MPC8640D、ADI 公司的TS201 和美国德州仪器公司的C6701。根据南京电子技术研究所的研究显示:华睿1号总体性能优于国内外同类处理器,适用于对实时性要求较高的雷达信号处理和电子对抗等领域。


正是因为华睿1号优异的性能,这款DSP已经成功应用于十四所十多型雷达产品中,创造了国产多核DSP芯片产品应用的“三个之Z”:雷达装备应用型号Z多、单台套应用数量Z多和总应用数量Z多(这个消息暗示,国产Z先进歼20雷达应该也使用了这一款芯片)。


歼20战斗机装备了先进的雷达和电子设备,雷达和电子设备需要大量的DSP,华睿1号真是及时雨


在华睿1号取得成功之后,ZG电科十四所再接再厉,成功研制出华睿2号,华睿2号是在实现华睿1号基本功能的前提下,进一步改进了专用指令和向量运算单元,同时加入了可重构的运算核,更GX地面向专用领域的计算,在通用的基础上更偏向专通结合。目前,华睿2号还在调试中,据小道消息,多型新装备将采用华睿2号DSP。除了已经研发成功的华睿1号和华睿2号之外,14所正在研发华睿3号,让我们一起期待华睿2号大量应用和华睿3号研发成果的好消息。


之前国产雷达用的DSP都是进口的,进口只有中低端,性能低不说,而且外国厂家里面藏了很多后门,极其危险,稍不注意,就可能发生严重泄密或者被干扰或者睁眼瞎的结果。



DSP芯片的优势:



这是一种GX的信号处理专用芯片,比普通通用芯片快很多倍,所以大家都用它搞雷达信号,红外信号,电视信号等等。


傅立叶变换,一个数学家的杰作,给后世的人们带来了无尽的便利


快速傅立叶变换FFT是雷达信号处理的重要工具。DSP内部的硬件乘法器、地址产生器(反转寻址)和多处理内核,保证DSP在相同条件下,完成FFT算法的速度比通用微处理器要快2到3个数量级。因此,在雷达信号处理器中,大量采用DSP完成FT/IFFT,以实现信号的时-频域转换、回波频谱分析、频域数字脉冲压缩等。


FIR滤波器是雷达信号处理中常用设计之一。在动目标指示(MTI)或动目标检测(MTD)中,采用FIR滤波器可以滤除杂波干扰,提高信杂比,而通过恒虚警处理(CFAR)完成目标的检测。在机载多普勒雷达中,为了YZ地杂波的干扰,采用了复杂的自适应滤波器组。在阵列信号处理以及波束形成中,进行数据 校正及加权系数计算和控制,均需要大量的复数运算。


这些复数加权滤波器、多普勒滤波器组或者矩阵运算都是复信号的乘法累加运算,可根据不同算法的需要,采 用DSP进行灵活编程实现。


上面这些都是比较专业的词汇,简单解释几句。


之前没有DSP的时候,飞机雷达功能和指标很差,尤其是抗干扰和对付杂波能力,很差,简单点说就是,低空偷偷摸摸的飞过来,雷达很难发现,而且对付敌人的电子干扰极其的困难。


用了先进DSP雷达之后,敌机低空钻山沟这一百试百灵的大招渐渐也变得不太好使了



由某ZS电子专家提供支持的雷达芯片技术问答:



问:我想知道,美帝雷达这个DSP能比毛熊的玩野好多少?


答:基本无可比性。


问:雷达信号处理用dsp,有和没有有啥区别?


答:有跟没有是本质区别,拿音响比的话,没有就是个模拟收音机,有的话就是杜比高保真。


问:DSP质量高和质量低有啥区别?


答:雷达DSP本质上是实现算法的。DSP不行,用的算法就不灵,就是个广场舞机的效果,只能大概听个声音,别的一概木有,你的DSP牛逼,用的算法就可以牛逼,就有蔡琴老师站在面前表演的现场感。


现场演唱会效果不是普通大喇叭能比的,用了DSP技术,就可以轻松复现这一切


问:用了这个东西,雷达的发现距离和分辨率会大幅度提升吧?


答:不能光用音量大小衡量音响质量。毛熊的玩野太粗糙。俄罗斯的雷达电子设备像那种广场舞用廉价音响,除了声音大没有啥好处。美国的的设备精细太多了。用了DSP不只是距离和分辨率,对复杂情况的处理要强太多。


问:这么说的话,俺感觉可以说,分辨率更高?


答:毛熊雷达吹的数字很牛逼,但实际使用的距离并没有那么好。


没错,俄罗斯雷达特别烂,大部分都是简单的靠加大功率搞的,要是对方放干扰的话,美国雷达不太怕,还可以反过来抓。毛熊遇到干扰,屏幕精彩的就一片雪白,反隐身也是一样。


俄罗斯粗大的2个干扰大雪茄,现在看来已经完全out了,遇到先进的DSP雷达,完全无视之


问:这些和雷达硬指标有啥直接关系嘛?


答:你打算用音响放的声音里听出现场感不?想知道蔡琴老师究竟在哪个角落不?请上牛逼音响,不然就是靠得很近了才知道,哦大概在这里。


问:能不能这么理解,美国雷达用了先进的DSP芯片后是不是做的更精细,捕鱼筛子更细了?


答:嗯,还能智能化,chao强纠错。


问:这个是啥意思?抗干扰能力更牛逼了?


答:对方的隐身机可能也会露点行踪,然而毛熊雷达直接当噪音去掉了。对,可以精细分辨真信号和干扰,不会一通全抓。


问:直接过滤掉?


答:嗯。(毛熊国无 敌大功率的干扰机和干扰台,前景堪忧啊)。有牛逼DSP就可以做很牛逼的算法,把噪音和干扰都去掉,客观世界是很复杂的,充满了无数的噪音和杂波,你的雷达是在认识这个客观世界,所以你的算法也要相应地够复杂。


问:有啥内涵?智能化 和纠错?


答:一般的应答式干扰就木用了,因为可以分辨出来,何况鹅毛还是阻塞式干扰,更加无用。


长远来看,对付隐身飞机,必须用更高 档的雷达才能破局,当然也需要更先进的DSP芯片


毛熊的的技术不够给力,那就只有简单粗暴。


问:Z后请解释一下快速傅立叶变换的意义。算出目标的距离,速度方位?


答:那个是信号处理的基础,不是那么简单,相当于普通CPU做加减乘除,Z基础的计算操作,做的越快处理的容量越大就越牛逼。


问:我粗浅的理解就知道数字化部件,把雷达波转换为数字信号,然后采样,出来用dsp一通蹂躏。


这个是时域到频域的转换,蹂躏的过程就是算法实现的过程,大概相当于沙里淘金。


问:就是排除干扰找到真凶?


答:对。


简单总结:用了DSP,吃饭就是香。


2018-05-10      浏览次数:1688次
本文来源:https://www.yiqi.com/retiao/detail_2310.html
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