[实用新型]一种异构声呐阵列信号处理系统

说明书

本申请公开了一种异构声呐阵列信号处理系统，该系统包括PCIE底板、以及通过所述PCIE底板上的板载系统接口进行数据通信的多个嵌入式计算芯片；其中，所述板载系统接口包括ROOT端接口和END端接口，与所述ROOT端接口连接的计算芯片通过所述PCIE底板上的PCIE SWITCH控制与所述END端接口连接的计算芯片。本申请实施例能够根据处理声呐阵列信号数据量的规模，灵活组合不同计算模块，以充分发挥各计算芯片的优势，对不同的声呐阵列适应能力强，同时采用模块化设计，尺寸小，便于与声呐阵列一起部署在水下进行实时处理，从而减小了大数据量传输导致的网络延迟和高误码率。

技术领域

本实用新型一般涉及海洋探测技术领域，具体涉及一种异构声呐阵列信号处理系统。

背景技术

声呐(Sound Navigation And Ranging，SONAR)是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。一般地，声呐设备以基阵或阵列的形式部署在水下，每个阵列包含几十、几百甚至上千个独立的探测阵元。对于阵列信号的处理而言，就是对接收的信号进行加工，比如上变频、加窗、滤波等消除或者降低噪声干扰，提高信号信噪比，然后通过傅里叶变换、波束形成等方式提取所需的目标位置信息和特征信息等。

目前，相关技术中的处理方式是采用x86架构服务器或工控机，即先将阵列信号传输至岸端处理中心，再利用CPU或GPU进行信号处理。然而，为提高观测范围和精度，水下部署的探测阵元数量众多，需同时对多路信号进行复杂的多维度处理，数据量大，在经过远距离传输后会造成网络延迟和误码率增加，影响处理的精度和实时性，并且这类设备尺寸大、功耗高，无法与声呐阵列一起部署在水下进行实时处理。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种异构声呐阵列信号处理系统，能够根据处理声呐阵列信号数据量的规模，灵活组合不同计算模块，以充分发挥各计算芯片的优势，对不同的声呐阵列适应能力强，同时采用模块化设计，尺寸小，便于与声呐阵列一起部署在水下进行实时处理，从而减小大数据量传输导致的网络延迟和高误码率。

本申请提供一种异构声呐阵列信号处理系统，所述系统包括PCIE底板、以及通过所述PCIE底板上的板载系统接口进行数据通信的多个嵌入式计算芯片；

其中，所述板载系统接口包括ROOT端接口和END端接口，与所述ROOT端接口连接的计算芯片通过所述PCIE底板上的PCIE SWITCH控制与所述END端接口连接的计算芯片。

可选地，所述计算芯片包括现场可编程门阵列器件，所述现场可编程门阵列器件用于接口通信和数据存储。

可选地，所述现场可编程门阵列器件内部集成ARM Cortex-A9控制器，外部设置第一电源接口、第一预留电源模块、与所述第一预留电源模块配合使用的第一开关、第一JTAG接口、第一PCIE 4x接口、第一网络端口、第一HDMI接口、第一USB接口和第一M.2接口。

可选地，所述现场可编程门阵列器件为ZYNQ-7000系列中的Z7035。

可选地，所述计算芯片还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器用于对小型声呐阵列信号进行滤波和功率谱计算。

可选地，所述数字信号处理器为DSP-6000系列，并在外部设置第二电源接口、第二预留电源模块、与所述第二预留电源模块配合使用的第二开关、第二JTAG接口、第二PCIE4x接口、第二网络端口、第二HDMI接口和第二USB接口。

可选地，所述数字信号处理器为所述DSP-6000系列中的C6678。

可选地，所述计算芯片还包括图像处理器，所述图像处理器用于对大型声呐阵列信号进行滤波和波束形成，并计算得到目标方位。