БОРТОВОЕ УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАННЫХ

Полезная модель относится к бортовым вычислительным системам и предназначена для обработки информации радиолокационной станции.
Известно устройство обработки информации по патенту РФ №2525746, МПК G06F 15/16, G06F 9/44, G06F 17/40, опубл. 27.04.2014. Это устройство содержит первый и второй блоки предоставления, первый и второй блоки приемника, блок анализа начальной информации.
Известно устройство предоставления информации по патенту РФ №2515717, МПК G06F 15/16 G06F 17/40, G06F 9/44, H04L 12/66, опубл. 25.05.2014. Это устройство содержит средство хранения, выполненное с возможностью хранения регистрационной информации, как относящейся к некоторой категории, средство распознавания, выполненное с возможностью распознавания упомянутой категории, соответствующей информации получения, полученной от терминального устройства; и средство связи, выполненное с возможностью передачи упомянутой регистрационной информации, соответствующей упомянутой категории упомянутой информации получения, распознанной упомянутым средством распознавания, на упомянутое терминальное устройство.
Известные устройства не обеспечивают цифровую обработку радиолокационных данных и регистрацию необработанных данных бортовой радиолокационной станции.
В результате проведенных патентно-информационных исследований выявлено бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных по свидетельству РФ №22569 на полезную модель, МПК G06F 15/16, опубл. 10.04.2002 г., являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству и выбранное за прототип.
Бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных, выбранное за прототип, содержит корректор квадратур, первый, второй, третий и четвертый регистры, цифровой гетеродин, пятый и шестой регистры, регистр служебного слова, первый контроллер магистрали информационного обмена, формирователь массивов обработки, буферное запоминающее устройство, контроллер высокоскоростной магистрали информационного обмена, высокоскоростную магистраль информационного обмена, N блоков цифровой обработки сигналов, где N - целое число, N≥2, первую магистраль информационного обмена, видеоконтроллер, второй и третий контроллеры магистрали информационного обмена, микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, магистраль информационного обмена управляющей микро-ЭВМ, вторую магистраль информационного обмена, адаптер магистрального параллельного интерфейса, адаптер радиальных каналов информационного обмена, при этом вход вещественной составляющей корректора квадратур является первым входом данных бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, вход мнимой составляющей корректора квадратур является вторым входом данных бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, входы сигнала строба корректора квадратур, цифрового гетеродина и формирователя массивов обработки связаны между собой и образуют вход сигнала строба бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, выход данных первого регистра связан с входом кода смещения нуля в канале вещественной составляющей корректора квадратур, выход данных второго регистра связан с входом кода усиления в канале вещественной составляющей корректора квадратур, выход данных третьего регистра связан с входом кода смещения нуля в канале мнимой составляющей корректора квадратур, выход данных четвертого регистра связан с входом кода усиления в канале мнимой составляющей корректора квадратур, выход вещественной составляющей корректора квадратур связан с входом вещественной составляющей цифрового гетеродина, выход мнимой составляющей корректора квадратур связан со входом мнимой составляющей цифрового гетеродина, выход данных пятого регистра связан с входом кода приращения фазы между зондированиями цифрового гетеродина, выход данных шестого регистра связан с входом кода приращения фазы за длительность канала дальности цифрового гетеродина, выход вещественной составляющей цифрового гетеродина связан с первым входом буферного запоминающего устройства, выход мнимой составляющей корректора квадратур связан с вторым входом буферного запоминающего устройства, разряд управления формирователем массивов обработки выхода данных регистра служебного слова связан с управляющим входом формирователя массивов обработки, разряды адреса приемника данных выхода данных регистра служебного слова связаны с входом адреса контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена, выход адреса формирователя массивов обработки связан с входом адреса буферного запоминающего устройства, управляющий выход формирователя массивов обработки связан с управляющем входом буферного запоминающего устройства, выход буферного запоминающего устройства связан со входом данных контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена, выход контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена при помощи высокоскоростной магистрали информационного обмена связан с входами высокоскоростной магистрали информационного обмена блоков цифровой обработки сигналов с первого по N-ый, входы сигналов записи первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого регистров и регистра служебного слова связаны, соответственно, с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами первого контроллера магистрали информационного обмена, входы данных первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого регистров, вход данных регистра служебного слова, вход-выход первого контроллера магистрали информационного обмена, вход-выход видеоконтроллера, второй вход-выход второго контроллера магистрали информационного обмена и интерфейсные входы-выходы блоков цифровой обработки сигналов с первого по N-ый связаны между собой при помощи первой магистрали информационного обмена, вход-выход микропроцессора, вход-выход оперативного запоминающего устройства, вход-выход постоянного запоминающего устройства, первый вход-выход второго контроллера магистрали информационного обмена, первый вход-выход третьего контроллера магистрали информационного обмена связаны между собой при помощи магистрали информационного обмена управляющей микроЭВМ, второй вход-выход третьего контроллера магистрали информационного обмена, вход-выход адаптера магистрального параллельного интерфейса, вход-выход адаптера радиальных каналов информационного обмена связаны между собой при помощи второй магистрали информационного обмена, вторые входы-выходы блоков цифровой обработки сигналов с первого по (N-1)-ый связаны с первыми входами-выходами соответственно блоков цифровой обработки сигналов с второго по N-ый, второй вход-выход N-го блока цифровой обработки сигналов связан с первым входом-выходом первого блока цифровой обработки сигналов, выход видеоконтроллера является выходом видеосигнала бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, вход-выход магистрального параллельного интерфейса адаптера магистрального параллельного интерфейса является входом-выходом магистрального параллельного интерфейса бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, выходы адаптера радиальных каналов информационного обмена образуют выход радиальных каналов информационного обмена бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, входы адаптера радиальных каналов информационного обмена образуют вход радиальных каналов информационного обмена бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных.
Кроме этого каждый блок цифровой обработки сигналов с первого по N-ый содержит первый буфер FIFO, первый коммутатор магистралей, первое оперативное запоминающее устройство блока цифровой обработки сигналов, первый процессор цифровой обработки сигналов, второй буфер FIFO, второй коммутатор магистралей, второе оперативное запоминающее устройство блока цифровой обработки сигналов, второй процессор цифровой обработки сигналов, первую магистраль информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов, вторую магистраль информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов, контроллер магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов, локальную магистраль информационного обмена блока цифровой обработки сигналов, долговременное запоминающее устройство, регистр управляющего слова блока цифровой обработки сигналов, регистр статуса блока цифровой обработки сигналов, дешифратор, при этом: первый вход-выход контроллера магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов образует интерфейсный (И) вход-выход блока цифровой обработки сигналов, третий вход-выход первого процессора цифровой обработки сигналов образует первый вход-выход блока цифровой обработки сигналов, третий вход-выход второго процессора цифровой обработки сигналов образует второй вход-выход блока цифровой обработки сигналов, вход данных (Д) первого буфера FIFO, вход данных (Д) второго буфера FIFO и второй вход дешифратора образуют вход высокоскоростной магистрали информационного обмена (В) блока цифровой обработки сигналов, выход данных (Д) первого буфера FIFO, первый вход-выход первого коммутатора магистралей, вход-выход первого оперативного запоминающего устройства блока цифровой обработки сигналов, первый вход-выход первого процессора цифровой обработки сигналов связаны между собой при помощи первой магистрали информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов, выход данных (Д) второго буфера FIFO, первый вход-выход второго коммутатора магистралей, вход-выход второго оперативного запоминающего устройства блока цифровой обработки сигналов, первый вход-выход второго процессора цифровой обработки сигналов связаны между собой при помощи второй магистрали информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов, четвертые входы-выходы первого и второго процессоров и цифровой обработки сигналов связаны между собой, второй вход-выход первого коммутатора магистралей, второй вход-выход первого процессора цифровой обработки сигналов, второй вход-выход контроллера магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов, второй вход-выход второго коммутатора магистралей, второй вход-выход второго процессора цифровой обработки сигналов, выход регистра статуса блока цифровой обработки сигналов, вход-выход долговременного запоминающего устройства, вход регистра управляющего слова блока цифровой обработки сигналов связаны между собой при помощи локальной магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов, первый выход контроллера магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов связан с входом сигнала записи (3) регистра управляющего слова блока цифровой обработки сигналов, второй выход контроллера магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов связан с входом сигнала чтения (Ч) регистра статуса блока цифровой обработки сигналов, выход сигнала переполнения (П) первого буфера FIFO связан с первым входом регистра статуса блока цифровой обработки сигналов, выход сигнала переполнения (П) второго буфера FIFO связан с вторым входом регистра статуса блока цифровой обработки сигналов, выход сигнала готовности (ГОТ) долговременного запоминающего устройства связан с третьим входом регистра статуса блока цифровой обработки сигналов, первый выход дешифратора связан с входом сигнала разрешения работы (Р) долговременного запоминающего устройства, второй выход дешифратора связан с управляющим входом (У) первого коммутатора магистралей, третий выход дешифратора связан с входом сигнала разрешения работы (Р) первого буфера Р1РО, четвертый выход дешифратора связан с управляющим входом (У) второго коммутатора магистралей, пятый выход дешифратора связан с входом сигнала разрешения работы (Р) второго буфера FIFO, выход регистра управляющего слова блока цифровой обработки сигналов связан с первым входом дешифратора.
Известное бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных обеспечивает возможность автоматизированного определения параметров целей по данным бортовой радиолокационной станции, но при этом устройство-прототип не обеспечивает регистрацию необработанных данных бортовой радиолокационной станции, на основе которых осуществляется определение параметров целей.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение возможности автоматизированного определения параметров целей по данным бортовой радиолокационной станции с одновременной регистрацией необработанных данных бортовой радиолокационной станции, на основе которых устройством осуществляется определение параметров целей.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в увеличении объема данных, вырабатываемых бортовым устройством цифровой обработки радиолокационных данных.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных, содержащее корректор квадратур, первый, второй, третий и четвертый регистры, цифровой гетеродин, пятый и шестой регистры, регистр служебного слова, первый контроллер магистрали информационного обмена, формирователь массивов обработки, буферное запоминающее устройство, контроллер высокоскоростной магистрали информационного обмена, высокоскоростную магистраль информационного обмена, N блоков цифровой обработки сигналов, где N - целое число, N≥2, первую магистраль информационного обмена, видеоконтроллер, второй и третий контроллеры магистрали информационного обмена, микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, магистраль информационного обмена управляющей микроЭВМ (ЭВМ - электронно-вычислительная машина), вторую магистраль информационного обмена, адаптер магистрального параллельного интерфейса, адаптер радиальных каналов информационного обмена, при этом вход вещественной составляющей корректора квадратур является первым входом данных бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, вход мнимой составляющей корректора квадратур является вторым входом данных бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, входы сигнала строба корректора квадратур, цифрового гетеродина и формирователя массивов обработки связаны между собой и образуют вход сигнала строба бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, выход данных первого регистра связан с входом кода смещения нуля в канале вещественной составляющей корректора квадратур, выход данных второго регистра связан с входом кода усиления в канале вещественной составляющей корректора квадратур, выход данных третьего регистра связан с входом кода смещения нуля в канале мнимой составляющей корректора квадратур, выход данных четвертого регистра связан с входом кода усиления в канале мнимой составляющей корректора квадратур, выход вещественной составляющей корректора квадратур связан с входом вещественной составляющей цифрового гетеродина, выход мнимой составляющей корректора квадратур связан со входом мнимой составляющей цифрового гетеродина, выход данных пятого регистра связан с входом кода приращения фазы между зондированиями цифрового гетеродина, выход данных шестого регистра связан с входом кода приращения фазы за длительность канала дальности цифрового гетеродина, выход вещественной составляющей цифрового гетеродина связан с первым входом буферного запоминающего устройства, выход мнимой составляющей корректора квадратур связан с вторым входом буферного запоминающего устройства, разряд управления формирователем массивов обработки выхода данных регистра служебного слова связан с управляющим входом формирователя массивов обработки, разряды адреса приемника данных выхода данных регистра служебного слова связаны с входом адреса контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена, выход адреса формирователя массивов обработки связан с входом адреса буферного запоминающего устройства, управляющий выход формирователя массивов обработки связан с управляющем входом буферного запоминающего устройства, выход буферного запоминающего устройства связан со входом данных контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена, выход контроллера высокоскоростной магистрали информационного обмена при помощи высокоскоростной магистрали информационного обмена связан с входами высокоскоростной магистрали информационного обмена блоков цифровой обработки сигналов с первого по N-ый, входы сигналов записи первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого регистров и регистра служебного слова связаны, соответственно, с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым выходами первого контроллера магистрали информационного обмена, входы данных первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого регистров, вход данных регистра служебного слова, вход-выход первого контроллера магистрали информационного обмена, вход-выход видеоконтроллера, второй вход-выход второго контроллера магистрали информационного обмена и интерфейсные входы-выходы блоков цифровой обработки сигналов с первого по N-ый связаны между собой при помощи первой магистрали информационного обмена, вход-выход микропроцессора, вход-выход оперативного запоминающего устройства, вход-выход постоянного запоминающего устройства, первый вход-выход второго контроллера магистрали информационного обмена, первый вход-выход третьего контроллера магистрали информационного обмена связаны между собой при помощи магистрали информационного обмена управляющей микроЭВМ, второй вход-выход третьего контроллера магистрали информационного обмена, вход-выход адаптера магистрального параллельного интерфейса, вход-выход адаптера радиальных каналов информационного обмена связаны между собой при помощи второй магистрали информационного обмена, вторые входы-выходы блоков цифровой обработки сигналов с первого по (N-1)-ый связаны с первыми входами-выходами соответственно блоков цифровой обработки сигналов с второго по N-ый, второй вход-выход N-го блока цифровой обработки сигналов связан с первым входом-выходом первого блока цифровой обработки сигналов, выход видеоконтроллера является выходом видеосигнала бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, вход-выход магистрального параллельного интерфейса адаптера магистрального параллельного интерфейса является входом-выходом магистрального параллельного интерфейса бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, выходы адаптера радиальных каналов информационного обмена образуют выход радиальных каналов информационного обмена бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, входы адаптера радиальных каналов информационного обмена образуют вход радиальных каналов информационного обмена бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, дополнительно содержит устройство регистрации входных данных и накопитель данных, устройство регистрации входных данных содержит регистр входных данных, буфер FIFO устройства регистрации входных данных, коммутатор данных устройства регистрации входных данных, регистр управления устройства регистрации входных данных и логический элемент «И», при этом первый вход данных регистра входных данных является первым входом устройства регистрации входных данных, второй вход данных регистра входных данных является вторым входом устройства регистрации входных данных, первый вход бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных подключен к первому входу устройства регистрации входных данных, второй вход бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных подключен ко второму входу устройства регистрации входных данных, вход сигнала строба регистра входных данных является входом строба устройства регистрации входных данных и связан с входами сигнала строба корректора квадратур, цифрового гетеродина, формирователя массивов обработки и первым входом логического элемента «И», выход регистра входных данных соединен с входом данных буфера FIFO устройства регистрации входных данных, вход сигнала записи которого соединен с выходом логического элемента «И», второй вход которого соединен с выходом сигнала разрешения регистра управления устройства регистрации входных данных, вход сигнала чтения буфера FIFO устройства регистрации входных данных соединен с выходом сигнала чтения регистра управления устройства регистрации входных данных, выход данных буфера FIFO устройства регистрации входных данных соединен с первым входом данных коммутатора данных устройства регистрации входных данных, второй вход данных которого соединен с выходом данных регистра управления устройства регистрации входных данных, а выход является выходом данных устройства регистрации входных данных и соединен с входом данных накопителя данных, вход управления коммутатора данных устройства регистрации входных данных соединен с соответствующим выходом управления регистра управления устройства регистрации входных данных, выход управления накопителем регистра управления устройства регистрации входных данных является выходом управления устройства регистрации входных данных и соединен с входом управления накопителя данных, вход данных регистра управления устройства регистрации входных данных соединен с первой магистралью информационного обмена, вход сигнала записи регистра управления устройства регистрации входных данных связан с восьмым выходом первого контроллера магистрали информационного обмена.
Кроме этого в предлагаемом бортовом устройстве цифровой обработки радиолокационных данных накопитель данных может быть выполнен в виде съемного элемента.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - функциональная схема бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных;
на фиг. 2 - функциональная схема блока цифровой обработки сигналов;
на фиг. 3 - функциональная схема формирователей массивов обработки;
на фиг. 4 - функциональная схема устройства регистрации входных данных.
На фиг. 1 обозначены:
1 - корректор квадратур;
2 - первый регистр;
3 - второй регистр;
4 - третий регистр;
5 - четвертый регистр;
6 - цифровой гетеродин;
7 - пятый регистр;
8 - шестой регистр;
9 - регистр служебного слова;
10 - первый контроллер магистрали информационного обмена;
11 - формирователь массивов обработки;
12 - буферное запоминающее устройство;
13 - контроллер высокоскоростной магистрали информационного обмена;
14 - высокоскоростная магистраль информационного обмена;
1
15 - первый блок цифровой обработки сигналов;
2
15 - второй блок цифровой обработки сигналов;
N
15 - N-ый блок цифровой обработки сигналов;
16 - первая магистраль информационного обмена;
17 - видеоконтроллер;
18 - управляющая микроЭВМ;
19 - второй контроллер магистрали информационного обмена;
20 - третий контроллер магистрали информационного обмена;
21 - микропроцессор;
22 - оперативное запоминающее устройство;
23 - постоянное запоминающее устройство;
24 - магистраль информационного обмена управляющей микроЭВМ;
25 - вторая магистраль информационного обмена;
26 - адаптер магистрального параллельного интерфейса;
27 - адаптер радиальных каналов информационного обмена;
28 - первый вход данных;
29 - второй вход данных;
30 - вход сигнала строба;
31 - выход видеосигнала;
32 - вход-выход магистрального параллельного интерфейса;
33 - выход радиальных каналов информационного обмена;
34 -  вход радиальных каналов информационного обмена.
На фиг. 2 обозначены:
35 - первый буфер FIFO;
36 - первый коммутатор магистралей;
37 - первое оперативное запоминающее устройство блока цифровой обработки сигналов;
38 - первый процессор цифровой обработки сигналов;
39 - второй буфер FIFO;
40 - второй коммутатор магистралей;
41 - второе оперативное запоминающее устройство блока цифровой обработки сигналов;
42 - второй процессор цифровой обработки сигналов;
43 - первая магистраль информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов;
44 - вторая магистраль информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов;
45 - контроллер магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов;
46 - локальная магистраль информационного обмена блока цифровой обработки сигналов;
47 - долговременное запоминающее устройство;
48 - регистр управляющего слова блока цифровой обработки сигналов;
49 - регистр статуса блока цифровой обработки сигналов;
50 - дешифратор.
На фиг. 3 обозначены:
51 - первый коммутатор;
52 - второй коммутатор;
53 - первый счетчик;
54 - второй счетчик.
На фиг. 1 также обозначены:
55 - устройство регистрации входных данных;
56 - накопитель данных.
На фиг. 4 обозначены:
55 - устройство регистрации входных данных;
57 - регистр входных данных;
58 - буфер FIFO входных данных устройства 55 регистрации входных данных;
59 - коммутатор данных устройства 55 регистрации входных данных;
60 - регистр управления;
61 - логический элемент «И».
Бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных служит для обработки данных, поступающих в цифровом виде от радиолокационной станции с целью определения параметров целей. Данные, соответствующие каждому импульсу зондирования, поступают в виде последовательности отсчетов, состоящих из вещественной и мнимой составляющих. Каждый отсчет соответствует определенному каналу дальности. Данные сопровождаются сигналом строба.
Корректор 1 квадратур служит для устранения погрешностей, вносимых при аналого-цифровом преобразовании исходных данных (погрешность смещения нуля и погрешность коэффициента цифро-аналоговых преобразователей) в соответствии с данными, поступающие на его вход кода смещения нуля в канале вещественной составляющей (bRe), вход кода усиления в канале вещественной составляющей (kRe), вход кода смещения нуля в канале мнимой составляющей (bIm) и вход кода усиления в канале мнимой составляющей (kIm). Корректор 1 квадратур представляет собой логическую схему, выполняющую вычисления в соответствии со следующими соотношениями:
ВЫХ
ВХ
Re=kRe·(Re+bRe),
ВЫХ
ВХ
Im=kIm·(Im+bIm)
где:
ВЫХ
Re - код на выходе вещественной составляющей корректора 1 квадратур,
ВЫХ
Im - код на выходе мнимой составляющей корректора 1 квадратур,
ВХ
Re - код на входе вещественной составляющей корректора 1 квадратур,
ВХ
Im - код на входе мнимой составляющей корректора 1 квадратур,
bRe - код на входе кода смещения нуля в канале вещественной составляющей (bRe) корректора 1 квадратур,
kRe - код на входе кода усиления в канале вещественной составляющей (kRe) корректора 1 квадратур,
bIm - код на входе кода смещения нуля в канале мнимой составляющей (bIm) корректора 1 квадратур,
kIm - код на входе кода усиления в канале мнимой составляющей (kIm) корректора 1 квадратур.
Цифровой гетеродин 6 служит для устранения влияния эффекта Доплера на амплитуду сигнала. Цифровой гетеродин 6 представляет собой логическую схему, работа которой описывается следующими соотношениями:
вЫХ
ВХ
ВХ
Re=Re·cos(φ[i,n])+Im·sin(φ[i,n])
ВЫХ
ВХ
ВХ
Im=Im·cos(φ[i,n])+Re·sin(φ[i,n])
φ[i, n]=0, при i=1, n=1
φ[i, n]=φ[N,n-1]+θ, при i=1, n∈(2,M)
φ[i, n]=φ[i-1,n]+Δφ
n∈(1,M), i∈(1,N)
где:
ВЫХ
Re - код на выходе вещественной составляющей цифрового гетеродина 6,
ВЫХ
Im - код на выходе мнимой составляющей цифрового гетеродина 6,
ВХ
Re - код на входе вещественной составляющей цифрового гетеродина 6,
ВХ
Im - код на входе мнимой составляющей цифрового гетеродина 6,
n - номер импульса зондирования,
i - номер канала дальности;
N - количество каналов дальности,
M - количество импульсов зондирования,
Δφ - приращение фазы за длительность канала дальности,
Δθ - приращение фазы между импульсами зондирования,
n0 - код приращения фазы между зондирования (код на входе кода приращения фазы между зондирования цифрового гетеродина 6),
n1 - код приращения фазы за длительность канала дальности (код на входе кода приращения фазы за длительность канала дальности цифрового гетеродина 6).
Цифровой гетеродин 6 содержит счетчик номера канала дальности и счетчик номера импульса зондирования. На вход счетчика номера канала дальности подается сигнал строба (С). На выходе данных счетчика номера канала дальности выдается номер канала дальности i. Выход сигнала переполнения счетчика номера канала дальности связан со входом счетчика номера импульса зондирования. На выходе счетчика номера импульса зондирования выдается номер импульса зондирования n.
Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой регистры 2, 3, 4, 5, 7, 8 служат для хранения, соответственно, кода смещения нуля в канале вещественной составляющей, кода усиления в канале вещественной составляющей, кода смещения нуля в канале мнимой составляющей, кода усиления в канале мнимой составляющей, кода приращения фазы между зондирования, кода приращения фазы за длительность канала дальности. Регистр 9 служебного слова служит для хранения бита управления формирователем 11 массивов обработки и адреса приемника данных для передачи по высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена.
Первый контроллер 10 магистрали информационного обмена служит для обеспечения обмена данными между первой магистралью 16 информационного обмена и первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестом регистрами 2, 3, 4, 5, 7, 8, регистром 9 служебного слова, а также устройством 55 регистрации входных данных.
Буферное запоминающее устройство 12 служит для временного хранения данных, поступающих от цифрового гетеродина 6. При этом данные от цифрового гетеродина 12 записываются в буферное запоминающее устройство 12 в последовательности, определяемой адресами выдаваемыми формирователем 11 массивов обработки.
Формирователь 11 массивов обработки содержит первый коммутатор 51, второй коммутатор 52, первый счетчик 53 и второй счетчик 54. При этом первый вход первого коммутатора 51 и второй вход второго коммутатора 52 соединены меду собой и образуют вход сигнала строба (С) формирователя 11 массивов обработки и управляющий (У) выход формирователя 11 массивов обработки. Второй вход первого коммутатора 51 соединен с выходом сигнала переполнения (П) второго счетчика 54. Второй вход второго коммутатора 52 соединен с выходом сигнала переполнения (П) первого счетчика 53. Управляющие входы (У) первого и второго коммутаторов 51 и 52 связаны между собой и образуют управляющий вход (У) формирователя 11 массивов обработки. Выход данных (Д) первого счетчика 53 образует младшие разряды (мл) выхода адреса (А) формирователя 11 массивов обработки. Выход данных (Д) второго счетчика 54 образует старшие разряды (ст.) выхода адреса (А) формирователя 11 массивов обработки. При отсутствии сигнала на управляющем входе (У) формирователя 11 массивов обработки первый и второй коммутаторы 51 и 52 соединяют со своими выходами свои первые входы. При наличии сигнала на управляющем входе (У) формирователя 11 массивов обработки первый и второй коммутаторы 51 и 52 соединяют со своими выходами свои вторые входы.
1
N
Контроллер 13 высокоскоростной магистрали информационного обмена обеспечивает передачу данных из буферного запоминающего устройства 12 по высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена в блоки 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по 14-ый в соответствии с протоколом обмена по высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена. Высокоскоростная магистраль 14 информационного обмена является синхронной параллельной однонаправленной магистралью, содержащей сигналы данных и сигналы адреса приемника данных.
1
N
1
N
Блоки 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по 14-ый осуществляют параллельную обработку поступающих по высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена данных. Результаты обработки выдаются через интерфейсные (И) входы-выходы на первую магистраль 16 информационного обмена. Промежуточные результаты обработки могут передаваться между блоками 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по 14-ый через свои первые и вторые входы-выходы.
Первая магистраль 16 информационного обмена выполнена в соответствии со стандартом CompactPCI core Specification PICMG 2.0 R3.0 10/1/99. Магистраль 24 информационного обмена микроЭВМ является параллельной магистралью. Вторая магистраль 25 информационного обмена является параллельной магистралью ISA.
1
N
1
N
Второй контроллер 19 магистрали информационного обмена, третий контроллер 20 магистрали информационного обмена, микропроцессор 21, оперативное запоминающее устройство 22, постоянное запоминающее устройство 23, магистраль 24 информационного обмена управляющей микроЭВМ образуют управляющую микроЭВМ 18. Управляющая микроЭВМ 18 обеспечивает запись данных в первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой регистры 2, 3, 4, 5, 7, 8 и регистр 9 служебного слова, задает режимы работы блоков 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый, принимает результаты обработки радиолокационных данных от блоков 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый, управляет передачей этих результатов обработки радиолокационных данных и данных о состоянии устройства цифровой обработки радиолокационных данных по магистральному параллельному интерфейсу (через вход-выход 32 магистрального параллельного интерфейса) и по радиальным каналам информационного обмена (через выход 33 радиальных каналов информационного обмена), осуществляет прием данных о необходимых режимах работы устройства цифровой обработки радиолокационных данных по магистральному параллельному интерфейсу (через вход-выход 32 магистрального параллельного интерфейса) и по радиальным каналам информационного обмена (через вход 34 радиальных каналов информационного обмена), формирует данные для вывода через видеоконтроллер 17.
Второй контроллер 19 магистрали информационного обмена служит для обеспечения обмена данными между первой магистралью 16 информационного обмена и управляющей микроЭВМ 18. Третий контроллер 20 магистрали информационного обмена служит для обеспечения обмена данными между управляющей микроЭВМ 18 и второй магистралью 25 информационного обмена.
В каждом блоке 15], 15 м цифровой обработки сигналов с первого по N-ый первая магистраль 43 информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов и вторая магистраль 44 информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов, локальная магистраль 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов являются параллельными магистралями. Третьи и четвертые входы-выходы первого и второго процессоров 38 и 42 цифровой обработки сигналов являются входами-выходами последовательного интерфейса.
Первый коммутатор 36 магистралей управляет разрешением обмена информацией между локальной магистралью 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов и первой магистралью 43 информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов. Второй коммутатор 40 магистралей управляет разрешением обмена информацией между локальной магистралью 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов и второй магистралью 44 информационного обмена процессора цифровой обработки сигналов.
Контроллер 45 магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов служит для обеспечения обмена данными между локальной магистралью 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов и первой магистралью 16 информационного обмена.
Долговременное запоминающее устройство 47 предназначено для хранения программ первого и второго процессоров 38 и 42 цифровой обработки сигналов и информации, необходимой для обработки сигналов.
Регистр 48 управляющего слова блока цифровой обработки сигналов служит для хранения данных о режиме работы блока цифровой обработки сигналов.
1
N
Через свои выходы высокоскоростной магистрали информационного обмена (В) блоки 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый связаны с высокоскоростной магистралью 14 информационного обмена. При этом входы данных (Д) первого и второго буферов 35 и 39 соединены с линиями сигналов данных высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена, а второй вход дешифратора 50 соединен с линиями сигналов адреса высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена.
Устройство 55 регистрации входных данных (см. фиг. 4) содержит регистр 57 входных данных, буфер 58 FIFO устройства 55 регистрации входных данных, коммутатор 59 данных устройства 55 регистрации входных данных, регистр 60 управления устройства 55 регистрации входных данных и логический элемент 61 «И»,
при этом
первый вход данных регистра 57 входных данных является первым входом устройства 55 регистрации входных данных,
второй вход данных регистра 57 входных данных является вторым входом устройства 55 регистрации входных данных,
первый вход бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных подключен к первому входу устройства 55 регистрации входных данных,
второй вход бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных подключен ко второму входу устройства 55 регистрации входных данных,
вход сигнала строба (С) регистра 57 входных данных является входом строба устройства 55 регистрации входных данных и связан с входами сигнала строба корректора квадратур, цифрового гетеродина, формирователя массивов обработки и первым входом логического элемента 61 «И»,
выход регистра 57 входных данных соединен с входом данных буфера 58 FIFO устройства 55 регистрации входных данных, вход сигнала записи которого соединен с выходом логического элемента 61 «И», второй вход которого соединен с выходом (1) сигнала разрешения регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных,
вход сигнала чтения буфера 58 FIFO устройства 55 регистрации входных данных соединен с выходом (2) сигнала чтения регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных,
выход данных буфера 58 FIFO устройства 55 регистрации входных данных соединен с первым входом данных коммутатора 59 данных устройства 55 регистрации входных данных, второй вход данных которого соединен с выходом (3) данных регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных, а выход является выходом данных устройства 55 регистрации входных данных и соединен с входом данных накопителя 56 данных,
вход управления (У) коммутатора 59 данных устройства 55 регистрации входных данных соединен с соответствующим выходом (4) управления регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных,
выход управления накопителем регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных является выходом управления устройства 55 регистрации входных данных и соединен с входом управления накопителя 56 данных,
вход (3) сигнала записи регистра 60 управления устройства 55 регистрации входных данных соединен с восьмым выходом первого контроллера 10 магистрали информационного обмена,
вход данных регистра 60 управления устройства регистрации входных данных соединен с первой магистралью 16 информационного обмена.
Накопитель 56 данных является съемным элементом и может быть выполнен, например, в виде Flash-памяти (флэш-памяти).
Бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных работает следующим образом.
1
N
В процессе инициализации бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных управляющая микроЭВМ 18 выдает на первую магистраль 16 информационного обмена данные для первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого регистров 2, 3, 4, 5, 7, 8 и регистра 9 служебного слова, а также управляющие данные для первого контроллера 10 магистрали информационного обмена, блоков 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый и на второю магистраль 25 информационного обмена управляющие данные для адаптера 26 магистрального параллельного интерфейса и адаптера 27 радиальных каналов информационного обмена.
После инициализации бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных начинает принимать данные с первого и второго входов 28 и 29 данных бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных, которые сопровождаются сигналом строба, поступающим на вход 30 сигнала строба (С) бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных. Эти данные через корректор 1 квадратур и цифровой гетеродин 6 поступают в буферное запоминающее устройство 12, а также в регистр 57 входных данных устройства 55 регистрации входных данных. При этом при отсутствии сигнала на управляющем входе (У) формирователя 11 массивов обработки первый коммутатор 51 подключает вход сигнала строба (С) формирователя 11 массивов обработки во входу первого счетчика 53, а второй коммутатор 52 подключает выход сигнала переполнения (П) первого счетчика 53 во входу второго счетчика 54. Адреса на выходе адреса (А) формирователя 11 массивов обработки последовательно увеличиваются и данные в буферное запоминающее устройство 12 записываются в неизмененной последовательности. При наличии сигнала на управляющем входе (У) формирователя 11 массивов обработки первый коммутатор 51 подключает выход сигнала переполнения (П) второго счетчика 54 к входу первого счетчика 53, а второй коммутатор 52 подключает к входу второго счетчика 54 вход сигнала строба (С) формирователя 11 массивов обработки. При этом адреса на выходе адреса (А) формирователя 11 массивов обработки изменяются в такой последовательности, которая обеспечивает запись данных в буферное запоминающее устройство 12 сначала для первого канала дальности от всех импульсов зондирования, затем для второго канала дальности от всех импульсов зондирования и так далее.
Данные из буферного запоминающего устройства 12 читаются контроллером 13 высокоскоростной магистрали информационного обмена. Далее эти данные контроллером 13 высокоскоростной магистрали информационного обмена выдаются в соответствии с протоколом обмена на высокоскоростную магистраль 14 информационного обмена. При этом контроллер 13 высокоскоростной магистрали информационного обмена сопровождает данные адресом приемника данных, который поступает из соответствующих разрядов регистра 9 служебного слова на вход адреса (А) контроллера 13 высокоскоростной магистрали информационного обмена.
1
N
1
N
По высокоскоростной магистрали 14 информационного обмена данные передаются в один из блоков 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый (в зависимости от адреса приемника данных). Управляющая микроЭВМ 18 производит изменение адреса приемника данных в регистре 9 служебного слова и обеспечивает распределение данных для обработки между блоками 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый.
1
N
Блоки 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый выдают результаты обработки входных данных на первую магистраль 16 информационного обмена. Далее эти результаты обработки входных данных поступают в управляющую микроЭВМ 18, которая выдает их через вторую магистраль 25 информационного обмена в адаптер 26 магистрального параллельного интерфейса и в адаптер 27 радиальных последовательных каналов и далее они передаются по магистральному параллельному интерфейсу и радиальным последовательным каналам (через вход-выход 32 магистрального параллельного интерфейса и выход 33 радиальных последовательных каналов), а также на их основании управляющая микроЭВМ 18 формирует видеоданные, которые по первой магистрали 16 информационного обмена передаются в видеоконтроллер 17. Видеосигнал с выхода видеоконтроллера 17 выдается на выход 31 видеосигнала бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных.
1
N
Каждый из блоков 15, …, 15 цифровой обработки сигналов с первого по N-ый работает следующим образом. Через интерфейсный (И) вход-выход в блок цифровой обработки сигналов от микроЭВМ поступают сигналы управления контроллеров 45 магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов и данные для регистра 48 управляющего слова блока цифровой обработки сигналов. Также через интерфейсный (И) вход-выход производится чтение регистра 49 статуса блока цифровой обработки сигналов. Запись данных в регистр 48 управляющего слова блока цифровой обработки сигналов производится следующим образом. При поступлении данных для записи на интерфейсный (И) вход и при наличии на этом входе адреса, соответствующего данному блоку цифровой обработки, котроллер 45 магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов выставляет эти данные на локальную магистраль 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов и через свой первый выход выдает сигнал записи на вход сигнала записи (3) регистра 48 управляющего слова блока цифровой обработки сигналов. Аналогичным образом при поступлении запроса через интерфейсный (И) вход-выход блока цифровой обработки сигналов контроллер 45 магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов через локальную магистраль 46 информационного обмена производится чтение регистра 49 статуса блока цифровой обработки сигналов (при этом контроллер 45 выдает сигнал чтения через свой второй выход на вход сигнала чтения (Ч) регистра 49 статуса блока цифровой обработки сигналов).
В процессе инициализации в регистр 48 управляющего слова блока цифровой обработки сигналов записывается код, при котором дешифратор 50 выдает сигнал разрешающий работу долговременного запоминающего устройства 47, и сигнал, который переводит первый коммутатор 36 магистралей в состояние, когда разрешен обмен данными между локальной магистралью 46 блока цифровой обработки сигналов и первой магистралью 43 процессора цифровой обработки сигналов. Далее происходи перезапись программы и данных, необходимых для работы первого процессора 38 цифровой обработки сигналов из долговременного запоминающего устройства 49 в первое оперативное запоминающее устройство 37 блока цифровой обработки сигналов. Аналогичным образом производится перезапись программы и данных, необходимых для работы второго процессора 42 цифровой обработки сигналов из долговременного запоминающего устройства 49 во второе оперативное запоминающее устройство 41 блока цифровой обработки сигналов через второй коммутатор 40 магистралей.
После окончания инициализации путем записи соответствующего кода в регистр 48 управляющего слова блок цифровой обработки сигналов переходит в рабочий режим. При наличии этого кода на первом входе дешифратора 50 и при поступлении с входа высокоскоростной магистрали информационного обмена (В) на второй вход дешифратора 50 адреса, соответствующего первому (второму) процессору 38 (42) цифровой обработки сигналов данного блока цифровой обработки сигналов, дешифратор 50 выдает на свой третий (пятый) выход сигнал, разрешающий работу первого (второго) буфера 35 (39) FIFO и данные, поступающие с входа высокоскоростной магистрали информационного обмена (В) начинаются записываться в первый (второй) буфер 35 (39) FIFO.
Первый и второй процессоры 38 и 42 цифровой обработки сигналов через, соответственно, первую и вторую магистрали 43 и 44 информационного обмена процессора цифровой обработки сигнала читают данные из первого и второго буферов 35 и 39 FIFO и производят обработку этих данных. Результаты обработки первый и второй процессоры 38 и 42 цифровой обработки сигналов выдают на локальную магистраль 46 информационного обмена блока цифровой обработки сигналов. Далее эти результаты обработки через контроллер 44 магистрали информационного обмена блока цифровой обработки сигналов выдаются на интерфейсный (И) вход-выход блока цифровой обработки сигналов.
Одновременно сигналы данных, поступившие из регистра 57, управляемого сигналом строба 30, через буфер 58 FIFO входных данных, управляемого выходным сигналом элемента «И», через коммутатор 59 данных устройства 55 регистрации входных данных поступают в накопитель 56 данных. Накопитель 56 данных может быть отключен от устройства 55 регистрации, а данные, записанные в нем, использоваться для сравнения результатов автоматизированного определения параметров целей по данным бортовой радиолокационной станции и параметров первичных сигналов бортовой радиолокационной станции.
Таким образом, предлагаемое бортовое устройство цифровой обработки радиолокационных данных обеспечивает возможность автоматизированного определения параметров целей по данным бортовой радиолокационной станции с одновременной регистрацией необработанных данных бортовой радиолокационной станции, на основе которых устройством осуществляется определение параметров целей.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в увеличении объема данных, вырабатываемых бортовым устройством цифровой обработки радиолокационных данных.
Представленные чертежи и описание бортового устройства цифровой обработки радиолокационных данных позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить его промышленным способом и использовать в бортовых вычислительных системах, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.