基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统，涉及软件化雷达设计技术领域，该方法包括：步骤S1：由雷达进行信号数据的采集；步骤S2：将采集到的信号数据的中间数据数组按照长度进行分组；步骤S3：对分组后的中间数据分别进行NEON汇编加速并行计算以及C语言冗余计算处理；步骤S4：汇总数据结果，将加速并行计算结果和冗余计算结果合并，得到最终所有数据的计算结果。本发明专利技术能够减少指令转换的数量，缩短循环迭代的计算时间，大大提升运算速度。大大提升运算速度。大大提升运算速度。

【技术实现步骤摘要】
基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及软件化雷达设计
，具体地，涉及一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统。

技术介绍

[0002]软件化雷达顺应需求与技术发展的潮流，从数字化、标准化、模块化的要求出发，具有通用的开放式体系结构。基于通用操作系统，采用满足雷达的实际环境使用要求的商用货架产品(COTS)的软硬件组件，采用面向算法组件的开发模式。同时，对控制信号接口、数据接口、报文接口进行统一规范并制定协议，为信号处理软件程序的移植、升级、更新创造条件，使得任意功能都可以通过软件来定义、扩展和重构，为软硬件的互通互操作奠定基础，也有利于多区域联动只会调度和多雷达数据融合。
[0003]雷达信息处理系统可以分解为脉冲压缩、恒虚警、噪声检测、点迹处理、航迹处理、等功能模块。每个模块又可以进一步分解为一些常见基础运算函数的调用，如脉冲压缩模块通常需要调用FFT/IFFT和向量元素乘运算。对于一些经常被重复调用的基础运算函数，可以构建专门的计算中间件(基础运算函数库)提升函数的复用效率，如VSIPL运算函数库。
[0004]术语解释：
[0005]中间件：中间件是介于应用系统和系统软件之间的一类软件，其使用系统软件所提供的基础服务(功能)，衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用，能够达到资源共享、功能共享的目的。
[0006]单指令多数据(SIMD)：一种计算技术，用于使用单个指令处理多个数据值(通常为2的幂)，并将操作数的数据打包到特殊寄存器中。因此，一条指令可以完成许多单独指令的工作。这种类型的并行处理指令通常称为SIMD。
[0007]NEON技术:NEON是一个组合的64位和128位SIMD指令集，可以提供128位宽的向量运算。它是一种针对高级媒体和信号处理应用和嵌入式处理器的SIMD技术，可以加速多媒体和信号处理算法，如视频编码/解码、音频和语音处理、图像处理。
[0008]公开号为CN111198688A的专利技术专利，公开了一种软件化雷达的计算中间件构建方法、系统及介质，包括：接口标准选择步骤：选择由权威组织维护的标准或者工业事实标准；数据结构制订步骤：采用基于对象的思想，通过将数据类型分为两层抽象，从而将要运算的数据组织起来供给用户访问；接口类型设定步骤：基于典型雷达信息处理算法分析和面向雷达信息处理原则，设定计算中间件接口类型。
[0009]公开号为CN107315168B的专利技术专利，公开了一种软件化雷达信号数据处理系统及方法，包括硬件层、系统层、中间层和应用层；中间层是为了实现不同硬件平台之间的通用性。它位于应用层和系统层之间，为上层提供通用服务，具有通用的协议栈和标准的程序接口。包括数据接收中间件、数据传输中间件、实时存储中间件、信号处理中间件、数据处理中间件和雷达终端显示中间件；应用层基于中间层搭建信号数据处理框架，将雷达信号数据处理功能划分成很多组件和模块，其中包含了平台功能管理和雷达实时数据处理等功能。
[0010]现有技术中计算中间件的构建存在以下缺陷：上层LD信息处理应用软件在算法层面的跨平台可移植性差；应用开发人员开发可扩展性较差；且应用软件的执行效率低。

技术实现思路

[0011]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统。
[0012]根据本专利技术提供的一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法及系统，所述方案如下：
[0013]第一方面，提供了一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，所述方法括：
[0014]步骤S1：由雷达进行信号数据的采集；
[0015]步骤S2：将采集到的信号数据的中间数据数组按照长度进行分组；
[0016]步骤S3：对分组后的中间数据分别进行NEON汇编加速并行计算以及C语言冗余计算处理；
[0017]步骤S4：汇总数据结果，将加速并行计算结果和冗余计算结果合并，得到最终所有数据的计算结果。
[0018]优选的，所述步骤S2中的数据数组假设长度为N，按照长度N＝M*2
k
+q进行分组，其中M为组数，2
k
为每组数据长度，q为冗余数据长度，M、k为正整数。
[0019]优选的，所述步骤S3中将M组数据依次进行NEON汇编加速并行计算；对于q个冗余数据，直接利用C语言进行计算处理。
[0020]优选的，所述步骤S3包括：根据每组数据的长度，确定所需使用的NEON寄存器个数。
[0021]优选的，所述步骤S3还包括：对M组数据每次处理2
k
个数据，进行NEON汇编加速并行计算；数据指针向后移动相应长度，重复操作直到M*2
k
个数据全部使用NEON汇编加速。
[0022]第二方面，提供了一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建系统，所述系统包括：
[0023]模块M1：由雷达进行信号数据的采集；
[0024]模块M2：将采集到的信号数据的中间数据数组按照长度进行分组；
[0025]模块M3：对分组后的中间数据分别进行NEON汇编加速并行计算以及C语言冗余计算处理；
[0026]模块M4：汇总数据结果，将加速并行计算结果和冗余计算结果合并，得到最终所有数据的计算结果。
[0027]优选的，所述模块M2中的数据数组假设长度为N，按照长度N＝M*2
k
+q进行分组，其中M为组数，2
k
为每组数据长度，q为冗余数据长度，M、k为正整数。
[0028]优选的，所述模块M3中将M组数据依次进行NEON汇编加速并行计算；对于q个冗余数据，直接利用C语言进行计算处理。
[0029]优选的，所述模块M3包括：根据每组数据的长度，确定所需使用的NEON寄存器个数。
[0030]优选的，所述模块M3还包括：对M组数据每次处理2
k
个数据，进行NEON汇编加速并
行计算；数据指针向后移动相应长度，重复操作直到M*2
k
个数据全部使用NEON汇编加速。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032]1、本专利技术可以向上层的LD信息处理应用提供了统一的基础运算函数功能接口，屏蔽了底层处理器架构、操作系统等差异，大大提升运算速度，且解决了上层LD信息处理应用软件在算法层面的跨平台可移植性差的问题；
[0033]2、本专利技术解决了应用开发人员开发可扩展性差的问题；
[0034]3、本专利技术采用内嵌汇编语言计算可以减少指令转换的数量，缩短循环迭代的计算时间；
[0035]4、本专利技术在使用NEON汇编语言时，可以采用并行计算的架构，加快运行速度，而直接使用C语言无法直接采用并行计算的架构。
附图说明
[0036]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，其特征在于，包括：步骤S1：由雷达进行信号数据的采集；步骤S2：将采集到的信号数据的中间数据数组按照长度进行分组；步骤S3：对分组后的中间数据分别进行NEON汇编加速并行计算以及C语言冗余计算处理；步骤S4：汇总数据结果，将加速并行计算结果和冗余计算结果合并，得到最终所有数据的计算结果。2.根据权利要求1所述的基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，其特征在于，所述步骤S2中的数据数组假设长度为N，按照长度N＝M*2
k
+q进行分组，其中M为组数，2
k
为每组数据长度，q为冗余数据长度，M、k为正整数。3.根据权利要求2所述的基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，其特征在于，所述步骤S3中将M组数据依次进行NEON汇编加速并行计算；对于q个冗余数据，直接利用C语言进行计算处理。4.根据权利要求3所述的基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，其特征在于，所述步骤S3包括：根据每组数据的长度，确定所需使用的NEON寄存器个数。5.根据权利要求3所述的基于NEON汇编的软件化雷达计算中间件构建方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：对M组数据每次处理2
k
个数据，进行NEON汇编加速并行计算；数据指针向后移动相应长度，重复操作直到M*2
k
个数据全部使用NEON汇编加速。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晨睿，张矩，章诗琪，
申请(专利权)人：华东计算技术研究所中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：