一种雷达主机与接收机间的双向通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种雷达主机与接收机间的双向通信装置，包括雷达接收机、雷达主机、SPI接口缓冲器、两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片；SPI接口缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；两个串联的FIFO缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；USB控制芯片通过USB电缆与雷达主机连接。本实用新型专利技术结构简单、易于实现，其成本低、传输的数据量大、可靠性高，可实现雷达主机与雷达接收机间的双向通信，实用性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于雷达通信
，特别涉及一种雷达主机与接收机间的双向通IR 目.ο
技术介绍
武汉大学雷达与信号处理实验室研制的全数字高频地波雷达系统主要用于探测海洋表面风、浪、流场和低速移动目标，该系统采用线性调频中断连续波FMICW体制，通过直接采样、数字下变频的方式实现脉冲压缩，解出目标的距离和速度信息；然后通过后续的阵列信号处理算法得到海洋表面状态信息；该雷达系统以周期性的方式工作，在每一个工作周期内，交替地发射和接收线性调频信号；以每个工作周期计算128个距离元为例，则一个工作周期的总数据量为128*2*6*32bit=6Kbyte，周期为0.5s。在武汉大学申请的名为“基于USB的雷达主控PC机与接收机间的通信装置”、申请号为:200620099682.7的专利中，介绍了利用USB接口的方式实现雷达接收机向主机传输距离信息的通信装置。由于一个工作周期内可用于接收机与主机传输数据的时间仅为0.016s，远小于工作周期0.5s,因此尽管一个工作周期传输的数据量很小，但最低数据传输速度却变得很大；当一个工作周期传输的数据量随着使用场合不同而变得较大时，则最低数据传输速度将达到甚至超出USB接口速率的上限，因此，误码率或掉帧的概率也会随之增高，可靠性低。此外，上述专利中涉及的装置只提出了实现从雷达接收机向主机传输数据的结构，并没有涉及反向数据传输，即从雷达主机到接收机的数据传输，而在实际雷达工作过程中，雷达主机通常会对雷达接收机发出一些控制指令，还包括波形参数等配置信息，这些数据的传输如果仍然通过上述专利中的FIFO缓冲器来实现的话，会使得FIFO缓冲器接口的设计变得十分复 杂，不易实现。
技术实现思路
针对
技术介绍
存在的问题，本技术提供一种雷达主机与接收机间的双向通信>J-U ρ α装直。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案:一种雷达主机与接收机间的双向通信装置，包括雷达接收机和雷达主机，还包括SPI接口缓冲器、两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片；SPI接口缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；两个串联的FIFO缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；USB控制芯片通过USB电缆与雷达主机连接。所述USB控制芯片为EZ-USB FX2芯片。所述SPI接口缓冲器和两个串联的FIFO缓冲器均通过FPGA芯片实现。本技术的工作原理是:在雷达的每个工作周期，不同天线通道上的回波信号进入雷达接收机后，经过滤波、放大、采样、数字下变频、去扫频、抽取、傅里叶变换等一系列处理后，得到包含距离信息的基带数据，再将基带数据通过两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片传送至雷达主机。每一个工作周期内的基带数据量都是固定的，并且都是在一个工作周期末尾才产生；利用两个FIFO缓冲器串联的好处在于，如果设置每个FIFO缓冲器的大小刚好大于一个工作周期的基带数据量，则当前工作周期的数据产生后可以放到下个工作周期去传输，而不会影响下个工作周期的数据产生；即，一个FIFO缓冲器用来存放当前工作周期的数据，另一个FIFO缓冲器用来存放上一个工作周期的数据，因此，每个工作周期内，数据的产生和传输是同时进行，互不干扰的，大大提高了传输效率。本技术中从雷达主机到雷达接收机的数据传输是通过SPI接口缓冲器来实现的，雷达主机将要发送给雷达接收机的控制指令或工作参数等信息先发送至USB控制芯片中；然后USB控制芯片利用其内部控制器的普通I/O端口模拟SPI接口缓冲器的时序，将这些参数送入SPI接口缓冲器中；最后，SPI接口缓冲器将收到的数据传输至雷达接收机。由于SPI接口缓冲器的通信接口只需要时钟、使能、数据三根线，在FPGA芯片中很容易实现，因此也不需要额外的SPI接口芯片。与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果:1、本技术结构简单、易于实现、低成本；由于两个FIFO缓冲器和SPI接口缓冲器都是在FPGA中实现的，因此不需要引入额外的器件和电路。2、本技术传输的数据量大；两个FIFO缓冲器的引入，使雷达接收机的数据采集和传输能同时进行，相当于延长了传输时间，在工作周期和USB控制芯片传输速率不变的条件下，总的传输数据量将变得更大，更能适应不同场合需要、可靠性高。3、本技术可实现雷达主机与雷达接收机间的双向通信，使雷达系统的控制更加方便，工作更加灵活，实用性强。附图说明图1为本技术的结构简图。图2为本技术中USB控制芯片与FIFO缓冲器的连接示意图。图3为本技术中USB控制芯片与SPI接口缓冲器的连接示意图。图4为本技术中USB控制芯片的结构简化框图。其中，I一控制信号线，2—接口时钟线，3—数据总线，4一写通信号线。具体实施方式以下结合附图所示的实施例对本技术作进一步说明。1、总体结构如图1所示，本技术包括雷达接收机、雷达主机、SPI接口缓冲器、两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片；SPI接口缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；两个串联的FIFO缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；USB控制芯片通过USB电缆与雷达主机连接；USB控制芯片为EZ-USB FX2芯片；SPI接口缓冲器和两个串联的FIFO缓冲器均通过FPGA芯片实现。2、雷达接收机向雷达主机传输数据如图2所示，USB控制芯片选用Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片。它是第一个集成USB2.0协议的微处理器，支持12Mb/s的全速传输和480Mb/s的高速传输，可使用4种USB传输方式:控制传输、中断传输、块传输和同步传输；主要结构包括USB2.0收发器、智能串行接口引擎SIE、增强型8051,8.5KB的RAM、4KB的FIFO存储器、I/O 口、数据总线、地址总线和通用可编程接口 GPIF，如图4所示，增强型8051作为EZ-USB FX2的中央处理器CPU,其主要控制EZ-USB FX2与外围电路的连接；4KB的FIFO存储器可用作端点缓冲器，在不需要8051的控制下就能实现大量数据的高速传输。EZ-USB FX2 提供了 I/O 口、Slave FIFO 和 GPIF 三种接 口模式。I/O 口模式是一种最基本的数据传输方式，其数据传输主要由固件程序完成，需要CPU的参与，因此数据传输速率较低，适用于传输速率要求不高的场合。Slave FIFO模式是从机模式，外部控制器如FPGA、DSP可像普通FIFO —样对FX2中的端点数据缓冲区进行读写；FX2内部的Slave FIFO提供所需的时序信号、握手信号和输出时能等。GPIF模式是主机模式，GPIF作为内部主控制器，直接连接SlaveFIFO，并且产生用户编程控制信号，用于连接外部逻辑；此外，GPIF通过采样RDY引脚上的外部信号，还能用于等待外部触发事件。本实施例中，EZ-USB FX2工作在Slave FIFO模式，FPGA芯片控制向FX2中的端点数据缓冲器写入数据。FPGA中的FIFO缓冲器用来存放待传输的数据；为了保证传输数据的同时，能接收新的数据，引入了两个FIFO缓冲器，一个用于存放当前帧的数据，即正在接收的数据；另一个用于存放上一帧的数据，即正在传输的数据。3、雷达主机向雷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达主机与接收机间的双向通信装置，包括雷达接收机和雷达主机，其特征在于：还包括SPI接口缓冲器、两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片；SPI接口缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；两个串联的FIFO缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；USB控制芯片通过USB电缆与雷达主机连接。

【技术特征摘要】
1.一种雷达主机与接收机间的双向通信装置，包括雷达接收机和雷达主机，其特征在于:还包括SPI接口缓冲器、两个串联的FIFO缓冲器、USB控制芯片；SPI接口缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接；两个串联的FIFO缓冲器分别与雷达接收机、USB控制芯片连接;USB控制芯片通过USB...

【专利技术属性】
技术研发人员：文必洋，田应伟，杨静，谭剑，李柯，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：实用新型
国别省市：