机载嵌入式可重构信号处理系统设计

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1、第44卷第6期2014年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．44No．6Nov．2014机载嵌入式可重构信号处理系统设计赵谦．赵小冬(中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：为使机载嵌入式信号处理系统性能更加均衡，更好地适应机栽嵌入式环境，在比较三种传统的机栽信号处理系统架构的基础上，提出了一种系统可伸缩、功能可重构的信号处理系统架构，并分析了其系统特性和关键技术。从可编程能力、处理性能、通用性以及可扩展性等方面比较了三种信号处理系统架构，结果表明：

2、可重构信号处理系统架构具有较强的综合性能，能更好地满足机载嵌入式应用的需求。关键词：信号处理系统架构；嵌入式SoC；动态重构中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1671．654X(2014)06．0125．04DesignofAirborneEmbeddedReconfignrableSignalProcessingSystemZHAOQian，ZHAOXiao—dong(Xi7anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi’an710068，

3、China)Abstract：Inordertoimprovethebalanceofsignalprocessingsystemperformancetobetteraccommodateairborneembeddedenvironment，thispaperproposesascalableandreconfigurablesignalprocessingar-chitecture．Basedonacomparisonofthreetraditionalairbornesignalprocessingarchit

4、ecture，thispaperanalyzesthesystemcharacteristicsandthekeytechnologyofthisarchitecture．Finally，adetailedcompari—sonofthesearchitecturesfromtheaspectsofprogrammableability，processingperformance，generalityandscalability，showsthatreconfigurablesignalprocessingarchit

5、ecturehasstrongcomprehensiveperformanceandcanbettersatisfytheneedsofairborneembeddedapplication．Keywords：architectureofsignalprocessingsystem；embeddedSoC；dynamicreconfiguration引言机载嵌入式应用不仅要求信号处理系统具备高性能、高灵活、可扩展的特征，同时对信号处理系统有严格的体积、重量和功耗(Size，WeightandPower，SWP)限制。传

6、统的信号处理系统，一般只注重单一性能的提升，难以实现系统性能的均衡。可重构计算作为一种全新的计算模式，是当前体系结构领域的研究热点之一。尤其是近年来提出的动态可重构计算技术⋯，能够根据应用需求动态配置电路的实现形式，可以有效地提高嵌人式计算系统的资源利用率和降低系统的SWP，为机载嵌入式信号处理系统提供了一种新的设计思路。本文在分析几种传统信号处理系统架构的基础上，提出了一种性能均衡的可重构信号处理系统架构，并论证了其在机载嵌入式应用中的适用性。1传统的机载信号处理系统架构1．1多DSP并行架构如图l所示为多DSP并行

7、架构，选用高性能多核DSP作为处理器件，选用高速smo(SerialRapidlO)呤。作为主要的互连技术。DSP之间使用两种方式实现交换互连：一是通过RapidIO交换芯片构建的互连网络；Rapidl0Switch‘厂．．．．．．．．．．．．I[．．．．一配置管理型⋯一．1兰苎!!!，＼，，，。t}、><：77i；，，×、、；●／、、●，、j丽⋯⋯．J丽HRapidlO交换芯片互连41---一·DSP之间SRl0点对点互连图1多DSP并行架构收藕日期；2014—07—11修订日期：2014—08—22基金项目：中航工

8、业计算所创新基金项目资助(CXXMl2072—16)作者简介：赵谦(1990一)，男，四川绵阳人，助理工程师，硕士研究生，主要研究方向为计算机系统结构。·126·航空计算技术第44卷第6期二是DSP通过各自SRIO接口实现点对点的高速互连。多DSP并行架构具有功耗低、可扩展性强的特征，可根据并行算法的需要配置系统的互连方式，以更好