基于SmartModule的雷达嵌入式计算机设计

    1 引言

　　在传统的舰载雷达计算机系统中，一般采用双机(A，B机)体制：A机负责数据的采集、跟踪、解算，称为任务计算机;B机负责雷达综合态势与相关数据的显示与操控，同时完成对各种接口的操作，称为人机接口计算机。A，B机之间通过共享存储区交换数据。在这种系统中，双机都采用军用加固机，A机与雷达接口板、天线方位接口板等相连，而B机需要控制操作多种接口板卡，如显示接口板、对外接口板、数据存储板、网络接口板等。同时系统中还存在各种用于控制雷达分机的小系统，如伺服系统;提供舰艇经纬度信息的GPS系统，这些小系统与B机之间通过串口进行通信。可见，传统计算机系统组成板卡多、各板卡功能单一、系统组成结构复杂、可靠性差、且数据交换效率低，在多批目标的情况下，可能无法完成数 据交换与跟踪结算。

　　为了适应现代雷达要求计算机系统具备的体积小、功能强、易于维护的特点，本文中，采用了SmartModule模块、大规模FPGA和专用集成电路对传统的雷达计算机系统进行了大胆改进。新的系统具有组成板卡少、单板功能强、系统组成结构简单、可靠性高、数据交换效率高、可扩展性强、成本低的特点。

　　2 计算机系统的组成与实现

　　新的计算机系统由2个单板计算机组成。任务计算机与人机接口计算机的硬件构成完全相同，他们通过内部不同的软件来完成各自的功能。任务计算机主要通过FPGA雷达接口采集数据，并对数据进行目标检测录取，跟踪解算。由于采用了高速CPU与大规模FPGA，极大地提高了数据的处理能力与速度。人机接口计算机负责光栅显示控制、雷达操控、数据存储、同时完成各种对外接口的操作。任务计算机与人机接口计算机通过双口RAM、网络或高速总线进行数据交换。

　　如图1所示，计算机板由SmartModule计算机模块、显示接口、对外接口、雷达操控、电子盘、网络、双口RAM、FPGA等部分构成。很明显，与老的系统相比，新系统的组成板卡大大减少，集成度增强，原来很多接口板的功能现在全部和并在一块计算机板上，这样提高了系统的可靠性与易维护性，由于采用了网络，系统对外通信效率大大提高。

　　2.1SmartModule模块简介

　　SmartModule模块是瑞士数字逻辑(Digital-Logic)公司的小型化单片PC系统单元，类似现今世界流行的单芯片系统SOC(SystemOnChip)，与标准PC/AT兼容。他具有模块化、系列化、结构小巧、功能强大、易于后期加固、散热处理等特点。

　　实际设计中采用SmartModuleP5PC-266模块，构成框图如图2所示，外观如图3所示。具体技术指标如下：