專利名稱：水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水聲工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
在聲納維修過程中，聲納接收傳感器和發(fā)射換能器已經(jīng)完全脫離了它賴以正常工 作的海洋環(huán)境。由于聲納接收傳感器在空氣中不能產(chǎn)生信號(hào)，一般無法在車間條件下按整 機(jī)性能指標(biāo)檢查聲納，也無法在下水前對聲納大中修級(jí)別的修理質(zhì)量進(jìn)行控制。在聲納研制過程與保障性綜合測試中，也經(jīng)常需要虛擬的傳感器陣元級(jí)聲場信 號(hào)。該信號(hào)是包括艦艇輻射噪聲、水下目標(biāo)回波、海洋環(huán)境噪聲、海洋混響、外部聲納偵察脈 沖等多種聲場時(shí)間序列的綜合信號(hào)。在聲納模擬作戰(zhàn)訓(xùn)練中，更需要仿真的傳感器陣元級(jí)聲場信號(hào)。該綜合聲場信號(hào) 要能匹配海洋環(huán)境條件(海區(qū)深度、海面波高、聲速剖面、海底底質(zhì))、要能關(guān)聯(lián)聲納工作參 數(shù)(頻段、發(fā)射波形等)、要能體現(xiàn)敵我雙方的幾何態(tài)勢與工況(航向、航速等)?，F(xiàn)有的各型聲納通常配置了“聲納基陣信號(hào)模擬器”。這類信號(hào)源雖屬于可控的多 通道陣元級(jí)聲場信號(hào)產(chǎn)生器，但是其聲場信號(hào)的種類較少(只有寬帶輻射噪聲與背景均勻 噪聲，沒有混響等信號(hào)形式)，信號(hào)形式固定(只有固定目標(biāo)，沒有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)或運(yùn)動(dòng)形式簡 單)，信號(hào)形式單一(低頻警戒信號(hào)、高頻偵察信號(hào)等多種信號(hào)不能混合)，因此不能用作復(fù) 雜的聲納性能測試。并且，這些傳統(tǒng)的信號(hào)產(chǎn)生器都是按聲納型號(hào)專門研制的，對不同型號(hào) 聲納不具備通用性?！安煌ㄓ谩痹斐稍O(shè)備系列化成本開銷，也造成開發(fā)人力資源與時(shí)間的浪 費(fèi)，還造成多通道聲場信號(hào)產(chǎn)生軟件維護(hù)升級(jí)成本的大幅度上升。因此，需要有一種可通用的信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其可以產(chǎn)生復(fù)雜的多通道特殊信號(hào)， 同時(shí)滿足各種型號(hào)聲納的需求。這種通用性需求通常以數(shù)字技術(shù)與軟件技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)。由 于信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在一般以通用處理器(GPU)或?qū)Ｓ眯盘?hào)處理器(DSP)承載 信號(hào)產(chǎn)生模型與算法，由于需要實(shí)時(shí)在線產(chǎn)生多路信號(hào)，則要求強(qiáng)大的并行計(jì)算能力與足 夠的數(shù)據(jù)吞吐量，通常需要多片專用DSP構(gòu)成高效互連的并行機(jī)。在任務(wù)并行性與功能通 用性兼顧的情況下，容易發(fā)生死鎖等不穩(wěn)建行為。因此，亟待提供一種改進(jìn)的聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定且可以通用于各種不 同型號(hào)聲納的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其包括多個(gè) 信號(hào)樣本生成模塊、信號(hào)合成模塊、第一數(shù)據(jù)緩沖器、第二數(shù)據(jù)緩沖器、FIFO緩沖器、幀中斷 同步脈沖產(chǎn)生器和硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊。所述多個(gè)信號(hào)樣本生成模塊用于產(chǎn)生各種類型的信號(hào) 波形；所述信號(hào)合成模塊用于將所述信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的信號(hào)波形混合后輸出；所述 第一數(shù)據(jù)緩沖器用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)合成模塊產(chǎn)生的多路混合波形；所述第二數(shù)據(jù)緩沖器用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；所述FIFO緩沖器用于接收所述 第一數(shù)據(jù)緩沖器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并將其輸出；所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器用于監(jiān)測所述FIFO 緩沖器的狀態(tài)，根據(jù)所述FIFO緩沖器的狀態(tài)產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，并將所述同步脈沖信號(hào)發(fā) 送給所述第一數(shù)據(jù)緩沖器和第二數(shù)據(jù)緩沖器作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間基準(zhǔn)；所述硬時(shí)鐘產(chǎn)生模 塊用于為所述信號(hào)樣本生成模塊和所述FIFO緩沖器提供時(shí)間基準(zhǔn)。
本發(fā)明的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器以硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的硬件時(shí)鐘作為整個(gè)系 統(tǒng)的統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)，F(xiàn)IFO緩沖器以該時(shí)間基準(zhǔn)來傳輸數(shù)據(jù)，由于FIFO輸出數(shù)據(jù)是受硬件時(shí) 鐘控制，因此不會(huì)被軟件停止。當(dāng)其中的數(shù)據(jù)流出一定值或其底部空標(biāo)志為空時(shí)，幀中斷同 步脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)同步脈沖信號(hào)，該同步脈沖信號(hào)作為信號(hào)樣本生成模塊和信號(hào)合成 模塊的中斷信號(hào)，進(jìn)而同步第一數(shù)據(jù)緩沖器和第二數(shù)據(jù)緩沖器中數(shù)據(jù)幀的傳輸，從而實(shí)現(xiàn) 了硬件同步。由于采用了硬件同步，只要中斷不被嵌套、并行計(jì)算實(shí)時(shí)性滿足，數(shù)據(jù)流就不 會(huì)中斷。即使混合后的波形不正確，或者因?yàn)椴⑿型ㄐ沛溌飞系囊馔舛幢凰瓦_(dá)第一數(shù)據(jù) 緩沖器中，打入FIFO緩沖器的數(shù)據(jù)流也不會(huì)間斷，因而幀同步不會(huì)消失，系統(tǒng)也不會(huì)死鎖。 此外，所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器采用了流水線式設(shè)計(jì)，各種信號(hào)數(shù)據(jù)被一級(jí)一級(jí)地輸出， 在幀律脈動(dòng)式的推進(jìn)過程中，分布式地完善計(jì)算并實(shí)現(xiàn)通信時(shí)延的隱藏，由此實(shí)現(xiàn)計(jì)算系 統(tǒng)的高數(shù)據(jù)吞吐量。 優(yōu)選地，所述第一數(shù)據(jù)緩沖器和第二數(shù)據(jù)緩沖器均為乒乓緩沖器，所述乒乓緩沖 器以所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生的同步脈沖信號(hào)為跳轉(zhuǎn)條件。優(yōu)選地，所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括直接存儲(chǔ)控制器，用于控制所述第一 數(shù)據(jù)緩沖器和第二數(shù)據(jù)緩沖器的以非等待直接存儲(chǔ)訪問(DMA，Direct Memory Access)的 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。非等待DMA通信方式確保向FIFO緩沖器中打入信號(hào)幀數(shù)據(jù)不會(huì)被軟 件的各種缺陷所終止。并且在采用了乒乓緩沖機(jī)制的情況下，在每一幀的頭部就引發(fā)通信， 使幾乎整個(gè)幀周期均可完全用于通信，因此，既最大可能地隱藏了通信時(shí)延，又確實(shí)保證了 可靠通信的時(shí)間要求，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)吞吐量。優(yōu)選地，所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算產(chǎn)生復(fù) 雜信號(hào)參數(shù)；第三數(shù)據(jù)緩沖器，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；和第 一分頻器，用于對所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生的同步脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻，并將分頻后 的脈沖信號(hào)提供給所述第三數(shù)據(jù)緩沖器以同步第三數(shù)據(jù)緩沖器的參數(shù)傳輸。這樣，可以在 多倍的幀周期中完成復(fù)雜信號(hào)的動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算，使信號(hào)模擬的真實(shí)度更高。優(yōu)選地，所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括第二分頻器，用于對所述硬時(shí)鐘產(chǎn)生 模塊產(chǎn)生的時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行分頻，為所述多類信號(hào)樣本生成模塊提供不同的采樣速率，所述 不同的采樣速率之間為整數(shù)倍關(guān)系。將所述硬件時(shí)鐘分頻，不同的信號(hào)樣本生成模塊分別 以不同的采樣數(shù)率進(jìn)行采樣，節(jié)省硬件資源，降低設(shè)備成本。較佳地，所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括接口模塊，用于與不同型號(hào)的聲納對接。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1所示水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器實(shí)現(xiàn)雙采樣率的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如 上所述，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定且可以通用于各種不同型號(hào)的聲納的水聲 場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)施例的水 聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器包括多個(gè)信號(hào)樣本生成模塊1、信號(hào)合成模塊2、第一數(shù)據(jù)緩沖器3、第 二數(shù)據(jù)緩沖器4、FIFO緩沖器5、幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器6和硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊7。所述多個(gè) 信號(hào)樣本生成模塊1用于產(chǎn)生各種類型的信號(hào)波形，在本實(shí)施例中，其分別為多目標(biāo)信號(hào) 樣本生成模塊la、多路環(huán)境信號(hào)生成模塊Ib和多路混響信號(hào)樣本生成模塊lc。所述第二 數(shù)據(jù)緩沖器4用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)樣本生成模塊1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。所述信號(hào)合成模塊2 用于接收所述第二數(shù)據(jù)緩沖器4轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并將其混合后輸出至所述第一數(shù)據(jù)緩沖器3。 具體的，在混合前，先對多目標(biāo)信號(hào)樣本生成模塊Ia產(chǎn)生的多個(gè)目標(biāo)信號(hào)分別進(jìn)行高精度 逆波束變換形成聲陣所感知的水聲場波形，其后將多目標(biāo)多路信號(hào)波形與多路環(huán)境信號(hào)生 成模塊Ib產(chǎn)生的多路環(huán)境噪聲、多路混響信號(hào)樣本生成模塊Ic產(chǎn)生的多路混響進(jìn)行混疊。 所述第一數(shù)據(jù)緩沖器3用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)合成模塊2產(chǎn)生的混疊數(shù)據(jù)。所述FIFO 緩沖器5用于接收所述第一數(shù)據(jù)緩沖器3轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并將其按多路并行方式輸出。所述幀 中斷同步脈沖產(chǎn)生器6用于監(jiān)測所述FIFO緩沖器5的狀態(tài)，根據(jù)所述FIFO緩沖器5的狀 態(tài)產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，并將所述同步脈沖信號(hào)發(fā)送給所述第一數(shù)據(jù)緩沖器3和第二數(shù)據(jù)緩 沖器4作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間基準(zhǔn)。具體地，所述FIFO緩沖器5的底部一定位置處被設(shè)計(jì)為 數(shù)據(jù)空標(biāo)志，所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器6監(jiān)測所述FIFO緩沖器5的數(shù)據(jù)空狀態(tài)。以底部 1/4處被設(shè)計(jì)為數(shù)據(jù)空標(biāo)志為例，當(dāng)FIFO緩沖器中的數(shù)據(jù)流出或空出3/4時(shí)，此時(shí)，所述數(shù) 據(jù)空標(biāo)志為空，幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器6產(chǎn)生一個(gè)同步脈沖信號(hào)，該同步脈沖信號(hào)作為信 號(hào)樣本生成模塊1和信號(hào)合成模塊2的中斷信號(hào)，全系統(tǒng)受該中斷信號(hào)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，即聲場 信號(hào)計(jì)算與產(chǎn)生的任務(wù)被安排在中斷處理例程中，進(jìn)而同步第一數(shù)據(jù)緩沖器3和第二數(shù)據(jù) 緩沖器4中數(shù)據(jù)幀的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了硬件同步。所述硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊8用于為所述信號(hào) 樣本生成模塊1和所述FIFO緩沖器5提供時(shí)間基準(zhǔn)，也就是說，所述硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊8為 整個(gè)系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。本實(shí)施例的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊9、第三數(shù)據(jù)緩沖器 8和第二分頻器6a。其中，所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊9用于動(dòng)態(tài)地計(jì)算產(chǎn)生復(fù)雜信號(hào)參數(shù)；所 述第三數(shù)據(jù)緩沖器8用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊9產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；所述第一分頻 器6a用于對所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器6產(chǎn)生的同步脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻，并將分頻后的脈 沖信號(hào)提供給所述第三數(shù)據(jù)緩沖器9作為計(jì)算同步。由于更復(fù)雜的聲場波形，如混響的產(chǎn) 生需要更耗時(shí)的動(dòng)態(tài)參數(shù)預(yù)計(jì)算，以所述第二分頻器6a為十分頻為例，這樣，所述復(fù)雜參 數(shù)計(jì)算模塊9就可以在10倍的幀周期中完成參數(shù)計(jì)算。在本實(shí)施例中，所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算 模塊9可以用于計(jì)算混響時(shí)變譜，混響空間相關(guān)系數(shù)等，所述第三數(shù)據(jù)緩沖器8將接收到的 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至所述多路混響信號(hào)樣本生成模塊lc。前述第一數(shù)據(jù)緩沖器3、第二數(shù)據(jù)緩沖器4和第三數(shù)據(jù)緩沖器8均為乒乓緩沖器，
5且以所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器6產(chǎn)生的同步脈沖信號(hào)為跳轉(zhuǎn)條件。進(jìn)一步地，所述水聲 場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括直接存儲(chǔ)控制器10，用于控制所述乒乓緩沖器以非等待直接內(nèi)存 訪問方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)施例的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器采用流水線式設(shè)計(jì)，信號(hào)樣本產(chǎn)生模塊1產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)被送往第二數(shù)據(jù)緩沖器4，此為第一級(jí)流水線，然后數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)至信號(hào)合成模塊2， 此為第二級(jí)流水線，合成后的波形被發(fā)送至第一存儲(chǔ)器3，這是第三級(jí)流水線，而復(fù)雜參數(shù) 計(jì)算模塊9和第三數(shù)據(jù)緩沖器8構(gòu)成第零級(jí)流水線，在前述四級(jí)流水線中，各種信號(hào)數(shù)據(jù)被 一級(jí)一級(jí)地輸出，在幀節(jié)律脈動(dòng)式的推進(jìn)過程中，分布式地完善計(jì)算并實(shí)現(xiàn)通信時(shí)延的隱 藏，由此實(shí)現(xiàn)計(jì)算系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)吞吐量。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)施例還包括第二分頻器7a，用于對所述硬時(shí)鐘產(chǎn) 生模塊7產(chǎn)生的時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行分頻，為所述多類信號(hào)樣本生成模塊1提供不同的采樣速率， 所述不同的采樣速率之間為整數(shù)倍關(guān)系。一般地，高頻偵察信號(hào)產(chǎn)生器的采樣率f2較高， 低頻警戒信號(hào)產(chǎn)生器的采樣率較低，f2 = n*f1; η為正整數(shù)。因聲場信號(hào)是隨機(jī)時(shí)變空 變信號(hào)，其計(jì)算產(chǎn)生需耗費(fèi)極大的軟硬件資源，信號(hào)采樣率高則加劇這種耗費(fèi)。以η = 3為 例，在本實(shí)施例中，f2采樣時(shí)基樣本即多目標(biāo)信號(hào)樣本生成模塊Ia的高頻偵察信號(hào)，其更 新速度是Π采樣時(shí)基樣本的3倍，而Π采樣時(shí)基樣本即多路環(huán)境信號(hào)生成模塊Ib的信號(hào) 和多目標(biāo)信號(hào)樣本生成模塊Ia的低頻警戒信號(hào)。也就是說，大量的低頻樣本計(jì)算更新周期 是硬件時(shí)基的3倍，或者說大量的低頻樣本數(shù)據(jù)幀周期是高頻樣本數(shù)據(jù)幀的3倍。由此，以 時(shí)間換取了大量的計(jì)算資源。雙采樣率信號(hào)樣本在往FIFO緩沖器5寫入前，須在信號(hào)合成 模塊2中將低樣本速率信號(hào)進(jìn)行升樣轉(zhuǎn)換，即對低樣本速率信號(hào)進(jìn)行3次樣本復(fù)制內(nèi)插，如 圖2所示。高、低頻信號(hào)可以經(jīng)由各自獨(dú)立的D/A通道分別輸出，也可以將兩頻段信號(hào)(低 頻信號(hào)3次樣本延拓后)混合輸出。容易知道，采樣率并不僅限于兩個(gè)，可以為多個(gè)，多個(gè) 采樣率之間為倍數(shù)關(guān)系。所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器還包括接口模塊(圖未示)，用于與不同型號(hào)的聲納 對接。具體地，所述接口模塊包括模擬適配接口和同步信號(hào)接口，模擬適配接口的作用是有 效地將聲場信號(hào)產(chǎn)生器的輸出模擬信號(hào)引入到特定型號(hào)的聲納陣元輸入端。同步信號(hào)接口 主要是將主動(dòng)聲納發(fā)射脈沖的觸發(fā)信號(hào)引入聲場信號(hào)產(chǎn)生器，并將各種聲納的觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn) 換為聲場信號(hào)產(chǎn)生器的內(nèi)部中斷信號(hào)制式。顯然，所述信號(hào)樣本生成模塊1、信號(hào)合成模塊2和復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊均可以采用 DSP芯片實(shí)現(xiàn)。這些DSP芯片可以獨(dú)立設(shè)置，也可以多片集成在一塊板上，集成數(shù)量和方式 根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。優(yōu)選地，可以將所述信號(hào)樣本生成模塊1和所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊集 成在一塊運(yùn)算板上，而將信號(hào)合成模塊設(shè)置在D/A板上，便于直接嵌入聲納信號(hào)處理機(jī)中， 體積小且操作方便。所述信號(hào)合成模塊的個(gè)數(shù)也可以根據(jù)需要設(shè)置。需要說明的是，上述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊、第三數(shù)據(jù)緩沖器和第一分頻器可以根據(jù) 實(shí)際需要選用，信號(hào)樣本生成模塊的個(gè)數(shù)和種類也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，并不以本實(shí)施 例為限，也就是說，采用本發(fā)明的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器產(chǎn)生的信號(hào)類型、數(shù)量與組合方式 均可受控，信號(hào)特征參數(shù)均可配置，從而可以針對不同型號(hào)的聲納產(chǎn)生所需要的信號(hào)。
權(quán)利要求
一種水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，包括多類信號(hào)樣本生成模塊，用于產(chǎn)生各種類型的信號(hào)波形；信號(hào)合成模塊，用于將所述信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的信號(hào)波形混合后輸出；第一數(shù)據(jù)緩沖器，用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)合成模塊產(chǎn)生的多路混合波形；第二數(shù)據(jù)緩沖器，用于接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的波形；FIFO緩沖器，用于接收所述第一數(shù)據(jù)緩沖器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并將其輸出；幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器，用于監(jiān)測所述FIFO緩沖器的狀態(tài)，根據(jù)所述FIFO緩沖器的狀態(tài)產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，并將所述同步脈沖信號(hào)發(fā)送給所述第一數(shù)據(jù)緩沖器、第二數(shù)據(jù)緩沖器以控制其數(shù)據(jù)傳輸；和硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于為所述信號(hào)樣本生成模塊和所述FIFO緩沖器提供時(shí)間基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，所述第一數(shù)據(jù)緩沖器、 第二數(shù)據(jù)緩沖器均為乒乓緩沖器，所述乒乓緩沖器以所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生的同 步脈沖信號(hào)為跳轉(zhuǎn)條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，還包括直接存儲(chǔ)控制 器，用于控制所述第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和第二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的以非等待直接內(nèi)存訪問方式進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，還包括第二 分頻器，用于對所述硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行分頻，為所述多類信號(hào)樣本生成 模塊提供不同的采樣速率，所述不同的采樣速率之間為整數(shù)倍關(guān)系，則所述信號(hào)合成模塊 還用于對低采樣速率對應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行樣本復(fù)制內(nèi)插。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，還包括接口模塊，用于 與不同型號(hào)的聲納對接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，還包括 復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算產(chǎn)生復(fù)雜波形的動(dòng)態(tài)參數(shù)；第三數(shù)據(jù)緩沖器，用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)所述復(fù)雜參數(shù)計(jì)算模塊產(chǎn)生的波形參數(shù)； 第一分頻器，用于對所述幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生的同步脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻，并將 分頻后脈沖信號(hào)提供給所述第三數(shù)據(jù)緩沖器以同步第三數(shù)據(jù)緩沖器的參數(shù)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，所述信號(hào)樣本生成模 塊、信號(hào)合成模塊和所述復(fù)雜信號(hào)計(jì)算模塊均采用數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其特征在于，所述信號(hào)樣本生成模塊 和所述復(fù)雜信號(hào)計(jì)算模塊被集成在一塊運(yùn)算板上，而所述信號(hào)合成模塊設(shè)置在D/A板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水聲場信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器，其包括多類信號(hào)樣本生成模塊、信號(hào)合成模塊、第一數(shù)據(jù)緩沖器、第二數(shù)據(jù)緩沖器、FIFO緩沖器、幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器和硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，第二數(shù)據(jù)緩沖器接收并轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的各種波形；信號(hào)合成模塊將信號(hào)樣本生成模塊產(chǎn)生的信號(hào)波形混合后輸出；第一數(shù)據(jù)緩沖器接收并轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)合成模塊產(chǎn)生的多路混合波形；FIFO緩沖器接收第一數(shù)據(jù)緩沖器轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)并將其輸出；幀中斷同步脈沖產(chǎn)生器監(jiān)測FIFO緩沖器的狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，并用其控制第一和第二數(shù)據(jù)緩沖器；硬時(shí)鐘產(chǎn)生模塊提供時(shí)間基準(zhǔn)。該信號(hào)實(shí)時(shí)產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定且可以通用于各種不同型號(hào)的聲納。
文檔編號(hào)G01S7/52GK101957445SQ20101027071
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者姚直象, 幸高翔, 張衛(wèi), 王希敏, 蔡志明, 郭瑞 申請人:中國人民解放軍海軍工程大學(xué)