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1設(shè)計(jì)思想中心控制

計(jì)算機(jī)是該型雷達(dá)的一分機(jī)設(shè)備，主要完成了控制該型雷達(dá)的工作模式以及在不同模式下與其它分機(jī)的數(shù)據(jù)通信?；诖斯δ?，該型雷達(dá)中心機(jī)在設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足：根據(jù)上級系統(tǒng)控制整個雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)入指定狀態(tài)，并將此指令傳輸給其它分機(jī)，控制雷達(dá)的其他分機(jī)各司其職。同時收集來自其他各分機(jī)的數(shù)據(jù)，匯總并計(jì)算并將數(shù)據(jù)傳遞給上級系統(tǒng)，以作為雷達(dá)下一狀態(tài)的選擇依據(jù)。另外，作為雷達(dá)主要的實(shí)時控制系統(tǒng)，中心機(jī)將數(shù)據(jù)采集處理、計(jì)算、控制、通訊于一體，操作控制復(fù)雜，處理的信息量大。因此，在設(shè)計(jì)上應(yīng)對軟硬件采用模塊化、系列化、通用化設(shè)計(jì)，盡量選用成熟技術(shù)；同時采用CPLD、專用集成電路，高可信算法等進(jìn)行數(shù)字化和軟件化處理，提高處理性能和可靠性。

2軟件功能

雷達(dá)中心機(jī)軟件的主要功能是對雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，參數(shù)控制，信息綜合與處理，最終完成對雷達(dá)的自動化控制。同時與雷達(dá)系統(tǒng)的其它分機(jī)、雷達(dá)操控臺進(jìn)行信息交換，控制雷達(dá)進(jìn)行作戰(zhàn)、訓(xùn)練、檢查及自檢。對外部來說，中心機(jī)軟件通過讀寫并行I/O端口，與信號處理、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、頻率合成器等雷達(dá)分機(jī)進(jìn)行通訊。通過雙口RAM接口，發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)到伺服分機(jī)，接收伺服分機(jī)返回的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。中心機(jī)接收信號處理分機(jī)發(fā)送的終了脈沖信號，中心機(jī)軟件以此脈沖作為中斷信號，與雷達(dá)其它各分機(jī)交換數(shù)據(jù)，讀寫結(jié)束時釋放信號量EndIntSem。中心機(jī)軟件通過以太網(wǎng)接口接收雷達(dá)操控臺發(fā)送的控制命令及數(shù)據(jù)，發(fā)送雷達(dá)狀態(tài)和數(shù)據(jù)到操控臺。對內(nèi)部來說，中心機(jī)軟件按照使用的不同分為本控模式和遙控模式。其中本控模式是雷達(dá)進(jìn)行研發(fā)、調(diào)試、維修、維護(hù)等狀態(tài)下所處的模式，本控模式下雷達(dá)接收來自操控臺的控制指令和數(shù)據(jù)信息來控制雷達(dá)進(jìn)入不同的工作狀態(tài)，同時將其它分機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息匯總后發(fā)送給操控臺并在操控臺上顯示出來，以便于設(shè)計(jì)人員觀察雷達(dá)此時的狀態(tài)。遙控方式是雷達(dá)的常態(tài)工作方式，遙控模式下，中心機(jī)接收來自系統(tǒng)的指令控制雷達(dá)進(jìn)入不同的狀態(tài)。與本控狀態(tài)不同的是，此時中心機(jī)接收系統(tǒng)的命令而不與操控臺通信，整個雷達(dá)處于全自動操控?zé)o需人員值守。

3軟件分析

由于中心機(jī)在雷達(dá)系統(tǒng)中起到了控制雷達(dá)狀態(tài)，信息匯合并處理的功能，結(jié)合跟蹤雷達(dá)跟蹤目標(biāo)從搜索到捕獲再到跟蹤的過程，以及整個過程中射頻、重頻、脈寬等信息的傳遞，確定中心機(jī)軟件的狀態(tài)和數(shù)據(jù)包括以下方面：中心機(jī)的雷達(dá)狀態(tài)包括：搜索、截獲、跟蹤自檢和關(guān)機(jī)等。中心機(jī)的雷達(dá)參數(shù)包括：射頻頻率，重復(fù)頻率，脈沖寬度等。數(shù)據(jù)處理包括目標(biāo)跟蹤角誤差計(jì)算，跟蹤數(shù)據(jù)處理等。中心機(jī)軟件還具有在線BIT（機(jī)內(nèi)檢測）功能，中心機(jī)軟件運(yùn)行期間，周期性的檢查雷達(dá)各分機(jī)在線BIT結(jié)果，確保雷達(dá)處于正常、安全的工作狀態(tài)。檢測到故障時，及時將故障信息發(fā)送給系統(tǒng)及雷達(dá)操控臺。

4軟件設(shè)計(jì)

雷達(dá)中心機(jī)軟件選用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)VxWorks，以滿足雷達(dá)高效的實(shí)時任務(wù)調(diào)度，中斷管理，實(shí)時的系統(tǒng)資源調(diào)用以及實(shí)時的任務(wù)間通信等要求。將中心機(jī)軟件按照功能由粗到細(xì)，由開始到結(jié)束將軟件進(jìn)行模塊劃分，整個雷達(dá)中心機(jī)劃分為五層結(jié)構(gòu)，上層模塊是由下層模塊組成，下層函數(shù)是上層模塊的細(xì)化，這樣的設(shè)計(jì)方便了上層模塊對下層模塊的復(fù)用，減少了代碼量，設(shè)計(jì)思路也更加清晰。第一層為初始化層，完成中心機(jī)的初始化以及主任務(wù)進(jìn)程的開啟。主要包括接口初始化及數(shù)據(jù)初始化。第二層為本/遙控選擇層，選擇雷達(dá)是處于本控模式還是遙控模式。本控模式下接收來自操控臺的指令控制，而遙控模式下接收來自系統(tǒng)的指令控制。第三層為雷達(dá)工作模式層，選擇雷達(dá)是進(jìn)行自檢還是正常工作。第四層為雷達(dá)工作狀態(tài)層，這層主要負(fù)責(zé)雷達(dá)工作狀態(tài)的選擇，參數(shù)的控制，數(shù)據(jù)交換。第五層為數(shù)據(jù)處理及交互層，完成對雷達(dá)數(shù)據(jù)的收集，交互以及處理。

5軟件優(yōu)先級及實(shí)時性

雷達(dá)中心機(jī)的任務(wù)優(yōu)先級以及實(shí)時性是中心機(jī)控制雷達(dá)并對命令及時響應(yīng)的關(guān)鍵。如前所述，中心機(jī)的本質(zhì)任務(wù)一個是收發(fā)指令，控制雷達(dá)狀態(tài)；一個是聚合各分機(jī)數(shù)據(jù)，與之通信。因此，中心機(jī)的實(shí)時性就是保證要及時將雷達(dá)的指令和數(shù)據(jù)傳輸給各分機(jī)，軟件優(yōu)先級就是制定指令和數(shù)據(jù)之間的優(yōu)先級。在中心機(jī)軟件中，設(shè)置兩個中斷服務(wù)程序，一個用于與各分機(jī)交換數(shù)據(jù)，一個用于接收控制臺的指令：（1）設(shè)置中斷“終了中斷服務(wù)程序”，完成在在雷達(dá)工作休止期內(nèi)，中心機(jī)與雷達(dá)各分機(jī)交換數(shù)據(jù)；（2）設(shè)置中斷“外時統(tǒng)中斷服務(wù)程序”完成釋放雷達(dá)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信號量。

6結(jié)束語

通過對中心控制計(jì)算機(jī)軟件的層次化設(shè)計(jì)，整個雷達(dá)系統(tǒng)能順利根據(jù)指令進(jìn)入不同的雷達(dá)狀態(tài)，與其它分機(jī)以及操控臺的通信正常，整個系統(tǒng)實(shí)時、可靠，達(dá)到了某跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)的使用要求。

作者：鹿瑤單位：西安導(dǎo)航技術(shù)研究所