用户故事

Reutech雷达系统采用基于模型的设计开发海军空中和海上监视雷达

挑战

研制了某海军海空监视雷达系统的核心信号处理子系统

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink开发算法,建模关键组件,执行万博1manbetx系统级仿真,并生成HDL代码

结果

  • 开发时间缩短了2个工程师年
  • 可重用的信号处理设计
  • 提供可靠的固件

“如果没有基于模型的设计,按时完成该项目将非常困难。使用HDL编码器生成代码以及将信号处理算法设计与详细硬件实现分离的能力帮助我们将项目的工作量减少了两年。”

Kevin Williams,Reutech雷达系统公司
RSR 210N多用途二维雷达系统。

由Reutech雷达系统(RRS)设计和制造,RSR 210N是一种多用途2D雷达,用于直升机支援行动、一般监视和船舶自卫。它是一种三通道脉冲多普勒雷达系统,设计用于在恶劣环境中高效工作,并在天气、海洋和陆地条件下准确检测万博1manbetx造成杂波的快速移动小目标,或者不需要的雷达回波。

RRS工程师使用MATLAB进行基于模型的设计®和仿真软万博1manbetx件®为RSR 210N开发自适应检测和信号处理系统,并在FPGA上实现。

RRS的系统工程师Kevin Williams说:“基于模型的设计使我们能够将低水平信号处理架构所需的工程工作(包括相关的IO和数据传输通道)与核心信号处理算法所需的工作分离开来。”“这种方法节省了时间,降低了风险,并帮助我们从两个学科的工程师团队中得到了最好的结果。”

挑战

为在海上运行而建造的雷达系统必须在动态环境中处理大范围的条件。RRS团队需要根据海试期间收集的数据快速更新和完善设计。信号处理算法的复杂性加剧了这一挑战,该算法必须随时间计算杂波统计数据以确定目标自适应检测器的貂皮阈值。

在过去,RRS工程师通过单独设计信号处理器的各个元件并手动编写HDL代码来开发类似的系统。当整个设计无法安装在单个FPGA上时,团队必须开发一个用于元素之间数据通信的框架。在集成元素之前,无法开始系统级调试。

RRS工程师希望在开发过程中尽早开始系统级的验证,以尽快识别和解决缺陷。他们还寻求通过自动生成HDL代码而不是手工编写来加快开发迭代。

解决方案

RRS工程师在MATLAB和Simulink中开发了RSR 210N信号处理系统,并使用HDL Coder™在HDL中实现。万博1manbetx

在MATLAB中,工程师们为信号处理器的核心部件开发了算法。在MATLAB中对组件进行调试和验证后,他们使用statflow在Simulink中对算法进行建模万博1manbetx®对状态机控制元素进行建模。

工程师们将信号处理器的数字脉冲压缩器、多普勒滤波器、导航视频处理器、自适万博1manbetx应恒定假警报率(CFAR)和叶片闪光探测器等单独的Simulink模型集成到一个完整的系统模型中。

在Simulink中通过仿真验证了算法的准确性后,工程师们使用定点设计器将浮点设计转换为定点设计™.万博1manbetx

工程师们使用HDL Coder从他们的模型生成了超过75000行HDL代码。

在FPGA测试期间,团队记录了结果和其他诊断数据。该数据在MATLAB中进行后处理,以验证基于Simulink模型的HDL实现。万博1manbetx

该雷达系统进行了探索性海上试验。该团队使用这些试验期间收集的数据,在重新生成HDL为下一次试验做准备之前,在Simulink中改进设计并优化关键参数。万博1manbetx

结果

  • 开发时间缩短了2个工程师年.Williams说:“与手工编码相比,基于模型的设计使我们能够减少大约2个工程师年的开发时间。“我们花了明显更少的时间让我们的算法正确运行,并将它们翻译成HDL。”

  • 可重用的信号处理设计.Williams说:“在RSR 210N项目中,我们建立了参数化Simulink组件模型的最佳实践,以便数据类型、内存深度、总线宽度和设计的其他方面可以轻松万博1manbetx地重新配置。”“因此,我们能够在其他项目中重用多个组件。”

  • 提供可靠的固件.Williams说:“在第一个系统交付之前,我们使用基于模型的设计开发的信号处理器固件在两年内基本没有变化。”“根据我们过去项目的经验,我们没想到在这么早的过程中就能达到如此高的可靠性和准确性。”