基于嵌入式计算机及网络技术的雷达系统软件的设计

吴双彤　刘兆华

摘 要

伴随着科学技术快速发展，军事对于雷电在数量方面所具有的能力提出了更高的要求，嵌入式计算机及网络技术在雷达系统内应用，对于现代雷达设计十分必要，能够显著提高雷达系统在数据处理方面的性能。正是由于嵌入式计算机及网络技术在实际应用中所具有的优势，所以本文就基于嵌入式计算机及网络技术，对于雷达系统软件设计进行研究分析。

【关键词】嵌入式计算机 网络技术 雷达系统 软件 设计

在传统雷达系统内，由于雷达在实际运行过程中所需要处理数据量十分庞大，并且人们对于雷达系统实时性提出了较高的要求，雷达系统主要功能都是通过硬件所落实。但是由于技术上面的限制，雷达系统软件设计水平较低，整体结构较为复杂，成本高昂，在后期维护上面难以较高。所以将嵌入式计算机及网络技术应用到雷达系统软件内，简化雷达系统软件结构，提高雷达系统应用性能。

1 嵌入式实时操作系统的必要性

现代雷达系统在实际运行过程中不仅仅需要较大的容量，还需要高速度的转换，计算机在实际应用中，正好能够满足雷达系统的实际需求，提高雷达系统初级信息速度，同时雷达系统还能够具有I/O能力，满足人们对于雷达系统信息处理时间上面的要求。但是由于DOS及WINDOWS在实际应用中具有一定局限性，无法满足嵌入式系统的需求。伴随着计算机网络技术的快速发展，嵌入式系统在实际应用过程中具备良好的硬件环境，在计算机系统内应用，功能及复杂性能够有效提高，软件设计能够及时更新，取得了良好的成果。

2 雷达软件系统设计

根据网络技术与计算机所具有的结构体系，在对于雷达软件设计中，需要保证雷达结构开放式，将而方便操作，取得良好的成果。嵌入式计算机及网络技术在实际应用过程中，能够有效提高雷电系统子对于信息处理及软件稳定等方面的能力。在保证质量的情况系，最大程度应用集成化产品，也就是COTS技术，这样能够有效缩短雷达系统软件设计之间，为产品后期维护奠定良好的基础，根据软件工程对于雷达系统软件进行设计及管理，充分发挥出嵌入式计算机及网络技术所具有的作用，保证雷达系统软件质量及性能。

2.1 开放式的对等网络体系结构

雷达系统内各各模块在与计算机连接中，都是通过终端机的方式，与高速网络交换进行连接，形成一个对等的网络结构。对等网络结构最为显著特征为：雷达系统内每一个模块之间都是通过IP协议进行连接，相互平等，并且每一个模块在实际运行中不仅仅可以承当客户机，还可以充当服务器，结构较为简单，在扩充及级联上面更加方便。应用对等网络结构，网络结构内通信都是通过并行，也就是所两个计算机在进行信息传输过程中，其他计算机之间的信息传输并不会受到任何影响，这样能够显著提高雷达系统信息传输性能。

2.2 软件模块划分

雷达系统软件所应用的设计方法为自上向下的方式，在对于系统设计过程中应用DARTS设计方法，该方法借鉴并行处理的特征，特别适合在对于大数据处理上面所应用。

2.3 开发环境的选择

现阶段，军事嵌入式计算机内所应用的CPU为X86系列芯片，该系列芯片在计算机上面应用，在软件、硬件及人才资源上面具有十分显著的优势，并且价格较低。雷达系统软件在操作过程中是根據微内核，按照嵌入式计算机结构进行设计，这样能够有效保证设计完毕的雷达系统软件能够在所有计算机平台上面应用，拥有专业第三方的软件或者是硬件资源作为保证。雷达系统软件还需要具有完善的IP机制，这样才能够让雷达系统软件能够真正在不同计算机系统内操作，充分利用网络通信所具有的优势。雷达系统软件设计的主要目的就是提高雷达系统性能，所以雷达系统软件在实际设计过程中，需要将各种应用的目标因素全部考虑在内。

2.3.1 硬件环境

嵌入式计算机类别较多，其中PC104计算机所具有的类别较多，并且生产企业多，软件数量十分丰富，所以雷达系统软件在设计过程中，就选择该计算机作为硬件基础。

2.3.2 多进程并发运行

正常情况下，计算机一个节点在实际运行过程中就能够完成多项任务，这就需要雷电系统软件在设计过程中应用多进程技术，对于不同类别任务所具有的等级进行设计，正常情况下，雷达系统软件主要具有四个进程。，分别是守护进程、接收网络数据进程、发送网络数据进程及多个中断处理进程。

2.4 网络通信

嵌入式计算机及网络技术在雷达系统软件设计内应用，为了能够提高雷达系统软件通信实时性，不会受到计算机内某一个故障所造成的影响，所以选择了UDP协议，该协议在实际应用中并不需要握手连接，进而能够有效保证组播方式，特别适合在实时类数据处理系统内应用。雷达系统软件在传输数据信息过程中，计算机之间需要具有确定收到信息的功能，这样能够有效保证雷达系统软件所传输的数据信息安全。虚拟电路是网络管理器所能够提供的一种手段，在实际应用中能够有效对于信息或者是信号进行提交。雷达系统软件内发送进程只要创建虚拟电路，虚拟电路在创建中主要是通过函数关系所完成，该函数关系在实际应用中不仅仅能够创建虚拟电路，还能够创建虚拟进程标识，两个节点在之间就可以通过进程进行信息数据传输。

3 结论

基于嵌入式计算机及网络技术对于雷达系统软件进行设计，不仅仅能够有效提高雷达系统软件设计质量，还能够有效保证雷达系统软件在实际运行过程中所具有的性能，简化接口，在实际应用中能够得到更多厂家在技术等方面的支持，不断对于雷达系统软件进行更新，这样能够有效延长雷达系统软件应用寿命，维修人员在后期对于雷达系统软件维修也更加方方面，降低雷达系统软件所需要的成本，提高雷达系统软件设计质量。

参考文献

[1]李行善，梁旭，于劲松.基于局域网的自动测试设备（ATE）组建技术[A].第十四届全国测试与故障诊断技术研讨会论文集[C].乌鲁木齐，2015.

[2]薛文国，史贤俊.远程LXI测试业务流建模与仿真研究[J].计算机测量与控制，2015（03）：745-748.

[3]吕永乐.雷达通用中央BIT软件集成平台[J].现代雷达，2014（09）：1-5.

[4]eXpress Quick Start Guide[Z].2013.

[5]蒋俊荣，黄考利，吕晓明等.基于混合诊断模型的测试性建模技术研究[J].计算机测量与控制，2014（12）：26-29

作者单位

北京交通大学 北京市 100044