基于ADSP-TS101的实时波前处理技术研究

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1、分类号密级UDC编号801517S031中国科学院研究生院硕士学位论文基于ADSP-TSlOl的实时波前处理技术研究指导教师王春鸿研究员中国科学院光电技术研究所四川成都申请学位级别硕士学科专业名称信号与信息处理论文提交日期2007.04论文答辩日期2007.06培养单位中国科学院光电技术研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席波前处理机是自适应光学系统中实时信号处理和运算的核心。随着自适应光学系统的发展，波前传感器采样频率越来越高，子孔径数目越来越多，这就要求波前处理机必须具有更强的数据处理能力以保证系统的实时性，同时自适应光学系统也对稳定性、灵活性和集成度提出了更高

2、的要求。因此，研制综合性能更强的波前处理技术，对自适应光学系统的发展具有重要意义。木文首先介绍了自适应光学系统的原理和组成，明确了波前处理机的任务，分析了波前处理算法的特点以及并行处理技术在解决系统实时性方面的重要作用。然后，深入分析和比较了AD1公司和TI公司目前最先进的DSP芯片TigerSHARC和TMS320C6x的特点，选择ADI公司TigerSHARC系列的ADSP-TS101作为本文的研究对象。之后,根据波前处理任务的要求及该DSP的结构特点，采用FPGA+ADSP・TS101的结构方式设计了以ADSP-TS101为核心的波前处理实验平台。在此基础上，以61单元大

3、气校正自适应光学系统为例在该平台上进行了波前处理实验研究，并比较了波前处理算法在基于ADSP-TS101和TMS320C6201的波前处理平台上的运算延时。实验结果表明：基于ADSP-TS101的波前处理系统性能更优，更适合于波前处理。本研究取得的结果，为未来先进波前处理机的研制提供了重要参考。关键词：自适应光学波前处理机ADSP-TS101作者签名:ABSTRACTInadaptiveopticssystem(AOS),wavefrontprocessoristhecoreelement.WiththedevelopmentofAOS,higherframerateandmo

4、resubapcrturcsofthewavefrontsensorarcnecessary,whichrequiresthewavefrontprocessorhasmorepowerfuldataprocessingtoensurethereal-timeofthesystem.MeanwhileAOSneedhigherrequestinstability,flexibilityandintegration.Therefore,thecomprehensiveperformanceofwavefrontprocessorisagreatsignificancetoAOS.

5、Thetheoryandcompositionofadaptiveopticssystemarcintroducedfirstly.Thewave-frontprocessingalgorithmandthecharacteristicsofparallelprocessingareanalyzed.ThroughcomparingtheTigerSHARCDSPofADIwiththeTMS320C6xDSPofTI,theADSP-TS101isusedindesign.BasedonFPGAandADSP-TS101,theexperimentalplatformises

6、tablished.Theexperimentisperformedin61-elementAOSandthedelayofthewavefrontprocessingisanalyzed・TheresultshowsthattheADSP-TS101wavefrontprocessorhasbetterperformanceandismoresuitableforwave-frontprocessing・Theworkofthispaperprovidesimportantreferenceforfuturestudyonwavefrontprocesso匸Keywords:

7、AdaptiveopticswavefrontprocessorADSP-TS101第一章弓I言11.1波前处理机综述11.1.1波前处理机的服务对象1L1.2波前处理机的基本要求21.1.3波前处理机的发展现状31.2课题的提出41.3课题的目标和任务51.4本文绢织安扫乍5第二章波-前处理疵白和壬君艮菲2亍賢注i殳2.1波前处理机的构成62.2波前处理机的任务62.2.1波前处理机的信息来源62.2.2波前处理算法及特点分析82.3波前处理的延时分析112.4波前处理的并行算法设计122