[发明专利]雷达硬件加速器

说明书

在所描述实例中，一种雷达硬件加速器HWA(125)包含快速傅里叶变换FFT引擎，所述FFT引擎包含预处理块(211)，所述预处理块(211)用于提供干扰缓解、有限脉冲响应FIR滤波和/或用预编程复数标量或来自内部查找表LUT的指定样本乘以从分离加速器本地存储器内的ADC(120)缓冲器接收到的雷达数据样本流以产生经预处理样本，所述分离加速器本地存储器还包含输出缓冲器(130)。窗口操作加FFT块(经窗口操作FFT块)(212)用于用窗口向量乘以所述经预处理样本，且接着由用于执行FFT的FFT块处理以产生傅里叶变换样本。后处理块(213)用于运算所述傅里叶变换样本的幅度且执行数据压缩操作以用于产生经后处理雷达数据。所述处理块(211)、窗式FFT块(212)和后处理块(213)连接在一个流式传输序列数据路径中。

技术领域

发明涉及用于雷达系统的硬件加速器。

背景技术

雷达在许多应用中用于检测目标对象，例如飞机、军事目标、车辆和行人。雷达可用于与机动车辆相关联的数个应用，例如用于自适应巡航控制、碰撞警告、盲点警告、变道辅助、停车辅助和后方碰撞警告。脉冲雷达或调频连续波(FMCW)雷达常规地用于这类应用。

在雷达系统中，本地振荡器(LO)产生传输信号。压控振荡器(VCO)将电压变化转换成对应的频率变化。传输信号被放大且由一或多个传输单元传输。在FMCW雷达中，传输信号的频率随着时间推移线性地变化。此传输信号被称作斜坡信号或线性调频脉冲信号。一或多个障碍物散射(或反射)由FMCW雷达系统中的一或多个接收单元接收到的传输信号。

基带信号是从混合器获得，混合器混合所传输的LO信号与接收到的散射信号，所述散射信号被称为中频(IF)信号。IF信号是由包含放大器和抗混叠滤波器的调节电路调节的信号，由模/数转换器(ADC)取样，且接着由处理器(例如，微处理器)处理以估计提供散射的一或多个附近障碍物的距离和速度。经数字化IF信号的快速傅里叶变换(FFT)中的每一峰值对应于一对象。IF信号的频率与障碍物的范围(距离)成比例。

77GHz汽车雷达是快速发展的细分市场，其具有多种现有和新兴的应用。举例来说，所传输的线性调频脉冲信号的频率可经控制以在约100微秒的时段内以恒定线性斜坡率从77GHz增大到81GHz。FMCW调制是优选的雷达选项，这是由于它具有各种优点，包含较大RF扫描带宽(从而实现高范围分辨率)，同时使IF/ADC带宽保持较小，并且相比于脉冲雷达，所需峰值功率消耗较低。

通常使用雷达微控制器单元(MCU)来执行用于FMCW雷达系统(例如用于高级驾驶辅助系统(ADAS))的信号处理。雷达MCU大体上包含FFT硬件加速器以及用于对象检测和跟踪的锁定步进安全中央处理单元(CPU)。

FMCW雷达信号处理涉及产生所谓的三(3)个维度，包含第一维度(范围)FFT、第二维度(多普勒)FFT和第三维度到达角估计处理(波束成形)的运算。使用快速(锯齿)FMCW雷达波形的优点在于，其可提供由雷达照明的对象的二维范围速度视图，且另外，可通过使用采用数字波束成形的多个TX/RX天线来获得到达角。

发明内容

在所描述实例中，雷达硬件加速器(HWA)包含快速傅里叶变换(FFT)引擎，所述FFT引擎包含预处理块，所述预处理块用于提供干扰缓解、有限脉冲响应(FIR)滤波中的至少一个，且用预编程复数标量或来自内部查找表(LUT)的指定样本乘以从分离加速器本地存储器内的ADC缓冲器接收到的雷达数据样本流以产生经预处理样本，所述分离加速器本地存储器还包含输出缓冲器。窗口操作加FFT块(窗式FFT块)用于用窗口向量乘以经预处理样本，且接着由用于执行FFT的FFT块处理以产生傅里叶变换样本。后处理块用于运算傅里叶变换样本的幅度且执行数据压缩操作以用于产生经后处理雷达数据。处理块、窗式FFT块和后处理块连接在一个流式传输序列数据路径中，这减少了时延。

附图说明

图1是根据实例实施例的包含用于雷达信号处理的HWA的雷达系统部分的框图表示。