软硬件解耦合软件化雷达系统、实时性设计方法和服务器技术方案

本发明专利技术提供了一种软硬件解耦合的软件化雷达系统、实时性设计方法和服务器，系统包括：硬件层；固件逻辑层，固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理硬件层的设备；基础软件层，基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与固件逻辑层配合，管理硬件层的设备，并提供基础软件服务；中间件层，中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；开发接口层，开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源。通过使用本发明专利技术的方案，能够为实现软件与硬件的解耦合提供了可行的解决方案。

Software hardware decoupling software radar system, real-time design method and server

【技术实现步骤摘要】
软硬件解耦合软件化雷达系统、实时性设计方法和服务器
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种软硬件解耦合的软件化雷达系统、实时性设计方法和服务器。
技术介绍
雷达目标的多样化、环境的复杂化和任务的多元化等发展趋势，决定了现有的以软硬件平台紧耦合为特点的传统雷达系统已无法满足未来信息化战争的作战要求。传统雷达系统的有如下特征：软件与硬件紧耦合：软件运行在DSP及FPGA平台上，软件直接操作硬件寄存器及IO。软件开发除了实现上层应用，还需考虑底层硬件细节，软件工作量大、难度高，研制周期长。硬件改动将牵连软件随之改动，系统升级、维护工作量大，功能扩展难以实现。因此，传统雷达系统急需向软硬件解耦合、功能扩展灵活、系统维护方便的方向发展。同时，随着相控阵雷达等具备多功能、多目标、高数据率、高可靠性和高自适应能力的高性能雷达的广泛应用，对雷达信号和数据处理系统的实时性提出了更高的要求，这给软件化雷达系统带来了新的挑战，因此提高软件化雷达系统的实时性势在必行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种软硬件解耦合的软件化雷达系统、实时性设计方法和服务器，通过使用本专利技术的方法，能够为实现软件与硬件的解耦合提供可行的解决方案，同时通过任务切换实时性设计和中断处理实时性设计，有效提升了软件化雷达系统的实时性能，满足对实时性要求较高的应用需求，为软硬件解耦合的软件化雷达系统的实战应用提供了有价值的解决方案。基于上述目的，本专利技术的实施例的一个方面提供了一种软硬件解耦合的软件化雷达系统，包括：硬件层，硬件层包括为软硬件解耦合的软件化雷达提供硬件基础的多种硬件设备；固件逻辑层，固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理硬件层的设备；基础软件层，基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与固件逻辑层配合，管理硬件层的设备，并提供基础软件服务；中间件层，中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；开发接口层，开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源，降低软件开发难度。根据本专利技术的一个实施例，多种硬件设备包括计算模块、存储模块、交换模块、电源模块、后IO模块。根据本专利技术的一个实施例，操作系统配置为提供任务管理、存储管理、文件管理、设备管理的系统管理功能，提供多种调度策略，提供中断亲和性、线程亲和性调校功能，提供图形图像管理、网络协议、安全管理和多种实用工具服务。根据本专利技术的一个实施例，底层设备驱动配置为支持不同处理平台下的各类接口，各类接口包括40G以太网、RapidIO、千兆以太网、GPIO、VGA及DVI、USB、键盘鼠标、串口、I2C、PCIE高速设备。根据本专利技术的一个实施例，集成开发环境配置为提供Eclipse、QT可视化集成开发环境。根据本专利技术的一个实施例，通信中间件配置为采用国产通信中间件，屏蔽异构操作系统、硬件架构、网络通信协议的差异，提供统一标准的发布或订阅模型的通信接口。根据本专利技术的一个实施例，算法中间件配置为提供针对硬件平台优化的算法库以实现雷达信号与数据处理的矩阵类运算和变换类运算。根据本专利技术的一个实施例，数据库配置为提供针对目标、干扰、杂波或特征的数据，提供模板、辐射源特征数据的高吞吐、低延时、高可靠的国产数据库。本专利技术的实施例的另一个方面，还提供了一种软硬件解耦合的软件化雷达系统实时性设计方法，该方法包括以下步骤：将内核层的中断处理程序移植到应用层；中断处理程序从应用层获得GPIO物理地址对应的虚拟地址指针；中断处理程序使用虚拟地址指针读写GPIO寄存器信息并控制GPIO中断信号的状态；优化中断处理程序的调度策略，采用实时抢占式调度策略并提升程序优先级；将中断处理程序与CPU核进行绑定并设置与CPU的亲和力。本专利技术的实施例的另一个方面，还提供了一种服务器，服务器包括上述系统。本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术实施例提供的软硬件解耦合的软件化雷达系统，通过设置硬件层，硬件层包括为软硬件解耦合的软件化雷达提供硬件基础的多种硬件设备；固件逻辑层，固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理硬件层的设备；基础软件层，基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与固件逻辑层配合，管理硬件层的设备，并提供基础软件服务；中间件层，中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；开发接口层，开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源，降低软件开发难度的技术方案，能够为实现软件与硬件的解耦合提供可行的解决方案，同时通过任务切换实时性设计和中断处理实时性设计，有效提升了软件化雷达系统的实时性能，满足对实时性要求较高的应用需求，为软硬件解耦合的软件化雷达系统的实战应用提供了有价值的解决方案。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。图1为根据本专利技术一个实施例的软硬件解耦合的软件化雷达系统的示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的软硬件解耦合的软件化雷达系统实时性设计方法的示意性流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。基于上述目的，本专利技术的实施例的第一个方面，提出了一种软硬件解耦合的软件化雷达系统的一个实施例。图1示出的是该系统的示意图。如图1中所示，该系统包括：硬件层，硬件层包括为软硬件解耦合的软件化雷达提供硬件基础的多种硬件设备；固件逻辑层，固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理硬件层的设备，BIOS实现处理器的初始化、内存探测和配置、网络驱动配置、USB驱动配置、显示驱动的配置等硬件初始化功能，BMC平台智能管理可以方便用户监测当前的整机状态(温度、电压、风扇、电源等)，通过对整机的信息采集和数据分析，实现对整机的智能管理；基础软件层，基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与固件逻辑层配合，管理硬件层的设备，并提供基础软件服务；中间件层，中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；开发接口层，开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源，降低软件开发难度。本专利技术的技术方案是基于分层解耦的设计思想，通过以基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软硬件解耦合的软件化雷达系统，其特征在于，包括：/n硬件层，所述硬件层包括为软硬件解耦合的软件化雷达提供硬件基础的多种硬件设备；/n固件逻辑层，所述固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理所述硬件层的设备；/n基础软件层，所述基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与所述固件逻辑层配合，管理所述硬件层的设备，并提供基础软件服务；/n中间件层，所述中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；/n开发接口层，所述开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源，降低软件开发难度。/n

【技术特征摘要】
1.一种软硬件解耦合的软件化雷达系统，其特征在于，包括：
硬件层，所述硬件层包括为软硬件解耦合的软件化雷达提供硬件基础的多种硬件设备；
固件逻辑层，所述固件逻辑层包括BIOS和BMC平台智能管理，配置为初始化和管理所述硬件层的设备；
基础软件层，所述基础软件层包括操作系统、底层设备驱动和集成开发环境，配置为与所述固件逻辑层配合，管理所述硬件层的设备，并提供基础软件服务；
中间件层，所述中间层包括通信中间件、算法中间件和数据库，配置为使应用程序可以工作在多平台或操作环境，实现分布式异构系统间的互通和互操作；
开发接口层，所述开发接口层包括多种软件开发接口和示例程序，配置为使用平台提供的软硬件资源，降低软件开发难度。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多种硬件设备包括计算模块、存储模块、交换模块、电源模块、后IO模块。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作系统配置为提供任务管理、存储管理、文件管理、设备管理的系统管理功能，提供多种调度策略，提供中断亲和性、线程亲和性调校功能，提供图形图像管理、网络协议、安全管理和多种实用工具服务。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述底层设备驱动配置为支持不同处理平台下的各类接口，所述各类接口包括40G以太网、RapidIO、千兆以太网、GPIO、VGA及DVI、USB、键盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔凯，梁记斌，姚春强，
申请(专利权)人：山东超越数控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37