美章网 精品范文 程序设计论文范文

程序设计论文范文

前言:我们精心挑选了数篇优质程序设计论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

程序设计论文

第1篇

【行为导向教学法;程序设计;教学案例

随着计算机应用的普及,计算机应用专业也成了热门专业,而高级程序设计语言是计算机专业的一门必修课。在高级程序设计语言中,VisualBasic语言以其易学易用和功能强大,而且能够方便快捷地开发Windows应用程序等特征,而深受使用者欢迎。因此,其也作为中等职业学校的高级程序设计课的首选。VB是一门集知识和技能于一体、实践性很强的课程,要求学生既要学好理论知识,又要把握实际操作技能,同时,在进行软件开发时,要对用户需求及市场情况进行调研,再加上计算机软、硬件快速更新换代的特征,要求学生还要具有很强的自学能力和终身学习的思想。对于这些要求来说,传统的教学方法难以做到。而使用强调以职业活动为导向,以人的发展为本位的“行为导向教学法”将会较好的实现这些教学要求。本文拟就在中等职业教育的计算机程序设计(VisualBasic)教学中,如何运用“行为导向教学法”进行初步探索。

一、行为导向教学法的基本理论

“行为导向教学法”是在近几年从德国引进的现代的职业教育新模式,其目标层次是培养人的行为能力,方法层次是人的行为活动。即摘要:这种教育以行为为目标,教学以行为为导向,教学是学生积极参和的全面的教学,学习过程是学生同时用脑、心、手来进行学习的过程。

行为导向教学法具有很强的针对性,即是以职业活动为导向,以教会学生“学会学习、学会工作”为目标而开展教学活动,因此,对学习者来说,学习目的是十分明确,即现在的学习是为今后的职业服务。教学活动的开展,通常是围绕某一课题、新问题或项目开展,是以“学习任务”为载体,引导学生自主学习和探索的过程。整个教学过程为一个包括获取信息、制订计划、做出决定、实施工作计划、控制质量、评定工作成绩等环节在内的完整的行为模式。使用“行为导向教学法”,将能更好的培养学生的关键能力(专业能力、方法能力、社会能力、个性能力),以达到职业教育的“职业教育就是就业教育”的教学目标。

二、行为导向教学法在VisualBasic教学中的必要性和可行性

(一)必要性

现行的计算机专业类教材大多和其它学科式的教材一样,重视知识结构的系统性,教学内容大多以线性方式展开,适用于“循序渐进”的传统教学模式,以《VisualBasic程序设计》的教材为例,从语言基础、流程控制、过程和数组、窗体和控件、对话框设计、菜单、工具栏和状态栏设计等等,分章编排,在每一章的内容里,也同样按线性方式展开。假如,在教学中仍按传统的教学方法按章节讲授,势必降低的课程的综合性、实用性,也缺乏趣味性,这不但难以培养学生学习喜好,使得教学双方都陷入困境,而且,学生不知道如何在真实的情境中灵活地使用知识和运用技巧。这样的学习,是很难面对今后职业的。要改变这一现象的方法,比较成功的是运用以课题或项目来开展教学活动的行为导向教学法进行教学,在教学中,淡化知识的系统性和连贯性,更多关注的是知识之间的联系,在联系中学习知识、在综合运用中学习知识,使学生不仅学会了程序设计知识本身,又培养了学生运用程序设计的知识去解决实际新问题的能力,达到“学以致用”的教学目的。

(二)可行性

《VisualBasic程序设计》是一门实践性和操作性很强的课程,知识涉及许多抽象的术语,如摘要:类、对象、过程、语句、控件等等,还有大量的开发工具的使用。仅就VB的开发环境为例,其中就包含了摘要:窗体设计器、代码编辑器、对象浏览器、属性窗口、工程管理器、工具箱、菜单、工具栏等等。把握和熟悉它们的最好方法,就是在不断的结合实际的“案例”(案例教学法)或“课题”(项目教学法)的操作实践中去把握。在教学中,教师可以把课程内容包含在两到三个综合贴近实际的项目,给出案例,再把这个项目分成若干个小项目(或模块)。例如摘要:以开发一个“学生信息管理系统”为一个综合项目(教师首先给出案例演示,以引起同学们的关注),再分别以“登录窗口”、“查询窗口”等为小项目进行设计开发,学习相关的基础知识(如摘要:在设计“登录窗口”的项目中,学生可以把握“文本框、标签、命令按钮、属性设置、变量命名规则、变量定义、变量数据类型、变量的声明语句、赋值语句”等相关知识群)。学生在具有目标明确的项目驱动下,以“做中学”的方法进行学习,这样,不仅可以提高他们学习的主动性和学习乐趣,同时也培养了他们的关键能力。

二、“行为导向教学法”案例

行为导向教学法中的“项目教学法”是指师生以团队的形式共同实施一个完整“项目”的工作而进行的教学活动。通过在开展项目过程中有针对性的工作来培养学生的关键能力,非凡是独立工作能力、想象力、创新能力。项目教学法包括了计划、实施和检查及成果展示的全过程。它是由学生自己来完成整个过程的教学方法。以下是一个项目教学法的简案。

项目摘要:学生信息管理系统

(一)教学目标

1.培养学生运用VisualBasic知识解决实际新问题的能力;

2.培养学生独立学习和工作的能力;

3.培养学生和人合作的能力。

(二)项目的实施过程

三、需要重点注重的两个新问题

(一)教师角色的转换

在行为导向教学中,对教师提出了更高的要求。教师应是“双师型”的教师,老师的角色由传统的教学主导者转变为教学活动的引导者或主持人,在教学过程中,教师以咨询员、伙伴、朋友等角色出现在学生中,教学方法由注重“教法”转变为注重“学法”,为此,要完成教学任务,教师要付出更多的心血。

(二)项目设计的合理性

项目设计的最重要的原则就是可实践性,以保证学生可操作,并有收获。因此,项目的设计应采用结构化的方法,自上而下,逐步细化的原则;项目的实施,则采用自下而上,由易到难,逐步完善的原则进行。

第2篇

本节课的教学对象为我校大专班学生。他们有一定的应用软件的操作基础,但对于编程语言,绝大多数都是初次接触,缺乏系统的、理性的认识,基础知识薄弱。在学习过程中,学生普遍专注力差,面对满堂灌式的理论教学很容易思想抛锚,但对于自己感兴趣的知识,却接受的很快,领悟力比较强。所以,在教学过程中应采用灵活多样的教学方法,调动学生学习积极性,帮助他们更好地理解并掌握所学知识。

二、教法学法

1、教法:本节课的教学,贯彻了启发式教学原则。通过游戏引入新课,由教师引导学生进行观察思考和归纳总结,同时充分发挥多媒体的功能,通过课件演示、具体实例的分析,使抽象的事物形象化,尽可能的通俗易懂,再配以恰当的课堂提问与练习,让学生分析、探究,更进一步的加深理解。因此本节课采用的教学方法有:游戏、引导、演示、问答、练习等。2、学法:为了充分发挥学生的主观能动作用,在上述教学方法的指导下,引导学生运用“观察”、“讨论”、“练习”、“展示”等方法,彻底掌握if语句的使用,能够自己分析问题,认真思考,耐心实践。让学生不但要学会知识,更要会学知识,会用知识。

三、教学过程

1、新课引入:采用提问的方式,复习已学习过的知识,如选择结构的概念。并通过创设情境,引入新课内容。先编写一个程序引导学生参与游戏,游戏内容是随机抽取一个学生的学号作为当天的幸运星,程序会根据输入号码的大小,给出不同的提示。在学生被激发出兴趣后立刻提出问题:为什么程序会根据输入数据的大小,显示出不同的提示信息?由此引入了新课:If语句。在这一环节中,主要应用了游戏法、问答法等教学方法。不但引入了新课,更激发了学生的学习兴趣。

2、新课讲解:课程第一部分就是本节课的重点,if语句的语法格式。为了突出重点,加深学生的印象,讲解前,首先用举例法,通过表格显示几个常用的自然语言中进行分支选择的表达方法,如:如果明天是晴天,那么出去郊游,否则延期出行。然后引导学生对比几个不同的示例仔细观察,查找出语句中的共同点和不同点,并通过课件中的动画引导他们进行思考分析,逐步归纳出这种句型的表达方式:如果条件成立,那么执行动作1,否则执行动作2。由此实现了由特定的自然语言表述,到通用的自然语言格式的过渡。再通过提问的方式引导学生说出if、then、else等单词,用英文替换中文表述,结合VB命令格式中的符号约定,让学生自己写出VB中if语句的基本表示方式,if条件表达式then语句序列1else语句序列2,实现自然语言到vb语言的过渡。但这个格式并不完整,可再次让学生思考,哪些项是必需的哪些是可以省略的。这里还是用表格对比法,让学生看到,在自然语言中表述分支选择时,比较口语化的时候,有些语句是可以省略的。对应到VB中,也是一样,这样就得出了最终的if语句语法格式,If<条件表达式>Then[<语句序列1>][Else<语句序列2>]。随后,再对一些要注意的地方进行讲解说明。到此,本节课的重点部分也讲述完毕,在这个过程中,主要采用了举例、比较、类推、提问、讲授、动画等教学方法,整个过程采用了“自然语言表述实例自然语言通用句型VB语法格式”的教学顺序,层层深入,符合特殊到一般、具体到抽象,由浅入深,由易到难的认知规律,由此实现了重点的突出。If语句的用法是本节课的难点,这里主要利用流程图作为突破点的。首先,给学生讲解如何根据语法格式绘制它的流程图,通过PPT动画,将语法构造与流程图一一对应起来,使程序的执行过程更加直观,让学生对程序代码与流程图的关系的理解更直白,更透彻。然后,通过举例法,让学生了解,如何将实际问题进行分解,转换为相应的流程图,再根据前面所学,将流程图转换为具体代码。课程进行到这里,部分学生的注意力可能已经开始分散,此时可进行游戏的第一步解密,不但再次激发起学生的兴趣,也进一步帮学生理解如何分解问题,由问题到流程图,再由流程图到程序代码。在难点的讲解中,主要采用了动画、对比、举例等教学方法,通过由语法流程图,构建了语法与流程图之间的对应关系,再根据实际问题绘制流程图,反推代码,实现难点的突破。

3、课堂练习:为了检验学生对这部分知识点的掌握情况,通过布置习题,让学生思考解答,针对学生的完成情况做出点评,纠正学生易犯的错误,达到巩固新知的目的。在这一环节中,主要采用练习法和纠错法等教学方法。

4、课后小结:与学生一起回顾本节所学内容,加深记忆和理解,完成知识的建构。并告诉学生,将在第二学时继续对游戏解密,完成整个程序的设计,让他们抱着期待的心情迎接下一节课。

四、结束语

第3篇

实际上,只有从芯片开始仔细设计,才能方便地实现多处理器系统的调节功能。这里选用的是AD公司新出品的SHARC级处理器ADSP21160。

ADSP21160具有很大的片内存储区、多重内部总线结构、独立的I/O子系统;具有构造多处理器系统的所有特点,能够真正支持处理器数目的可调节功能,十分适合组成高性能浮点的多DSP系统。

VxWorks是目前世界上用户数量最大的实时操作系统。这使它除了具有优越的技术性能之外,还具有丰富的应用软件支持、良好的技术服务和可靠的系统稳定性。由于它具有以上优点,本系统中选用了VxWorks作为MVME167的操作系统。

一、ADSP21160的特点

ADSP21160是AD公司采用超级哈佛结构的一种新产品。21160的汇编代码与2106x兼容,处理器具有SIMD(单指令流多数据流)功能;而2106x只具有SISD(单指令流单数据流)功能。为了充分利用这种新的功能,一些指令做了一些改变。ADSP21160包括1个100/150MHz的运算核、双端片内SRAM、1个支持多处理器的集成在片内的I/O处理器和多重内部总线以消除I/O瓶颈。

ADSP21160的汇编源代码与2106x兼容。SIMD计算结构:2个32bit的计算单元,其中每一个单元包括乘法器、ALU、移位寄存器及寄存器文件。具有完备的与设备接口功能。包括独立的I/O处理器、4Mbit的片内双端SRAM、可直接连接的多处理器特性及端口(串口、连接口、外总线及JTAG)。

ADSP21160包括2个运算处理单元,具有SIMD功能。处理单元指的是PEX和PEY。PEX始终是有效的,而PEY的有效是通过设置MODE1寄存器中的PEYEN位来实现的。当PEY模式有效时,同一条指令在2个处理器单元中都得到执行,但每一个处理器单元中的操作数不同。

SIMD模式在存储区和处理器单元之间的数据传输也是很有作用的。当使用SIMD模式,通过加倍数据带宽来保证处理器单元的操作。在SIMD模式,当使用DAGs来传输数据时,存储区每次访问所传输的是两个数据值。

ADSP21160包括4Mbit的片内SRAM,分为两块,每一块2Mbit。可以定义为不同字长的指令和数据存储。每一个存储块的双端口结构可以使存储块独立地被运算核处理和I/O处理器访问。21160的存储区最大可以容纳128K的32bit数据,或256K的16bit数据,或85K的48bit指令,或其他混合字长的数据,但总和最大为4Mbit。所有存储区可以16、32、48、64bit字长的字访问。外端口支持处理器与片外存储器及外设的接口,片外的4G地址空间属于21160的统一地址空间。

外端口支持同步、异步及同步BURST访问。DMA控制器的操作相对处理器运算核是独立和不可见的,即DMA操作可与执行指令同时进行。DMA传输可以在内部存储区与外部存储区、设备或主机之间进行。21160共有14个DMA通道,其中:连接口(linkport)占6个;串口占4个;外端口(externalport)占4个。21160可以通过DMA传输来下载程序,异步设备也可以通过DMA请求/应答线来控制2个DMA通道。

21160具有许多特点支持多DSP系统。外端口与连接口支持多处理器系统的直接连接,外端口支持统一的地址空间,允许DSP之间互相访问。片内具有分布式总线仲裁逻辑,最多支持6片21160和主机连接。外端口的最大数据传输率为400MB/s,广播写信号可以同时发

送到各片21160。6个连接口提供了另一种方法实现多处理器之间的通信。连接口的最高传输速率为600MB/s。

整个系统基于VME总线。VME总线系统作为最早的国际通用开放式总线,自1981年起,经历了近20年的发展。其影响不断扩大,功能不断完善,现已成为性能最好、应用最广的国际总线标准之一。

根据设计要求,采用了4片ADSP21160。片外共享内存SRAM可以被主机和各片DSP直接访问;EPROM用来存放初始化程序和各片DSP要运行的程序,在系统上电后这些程序被下载到各片DSP中;LEDs用来显示插件的状态,如reset、normal等。每一片都有1个连接口连到插件的前面板,这样前端采集来的数据就可以很方便地传输到多DSP上,而且也使数据的传输模式更加灵活。

连接口(linkport)是SHARC系列DSP芯片的一个特点。ADSP21160共有6个8bit连接口提供额外的I/O服务。在100MHz时钟下运行时,每个连接口可达100MB/s。连接口尤其适合多处理器间点到点的连接。连接口可以独立地同时操作,通过连接口的数据封装成48/32bit字长后,可以从片内存储区直接被运算核读取或DMA传输。每一个连接口有它自己的双缓冲I/O寄存器,数据传输可编程,硬件由时钟/应答握手线控制。4片DSP使用连接口实现DSP间两两互连。

21160的主机接口可以很方便地与标准微处理器总线(16/32bit)相连,几乎不需要额外硬件。主机通过21160的外端口对其进行访问,存储区地址映射为统一的地址空间。4个DMA通道可以用于主机接口,代码和数据传输的软件开销很小,主处理器通过HBR、HBG和REDY信号线与21160进行通信,主机可以对片内存储区进行直接读写。

二、开发环境Tornado

VxWorks的开发环境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主机-目标机开发方式,主机系统可采用运行SunSolaris、HP-UX以及Win95/NT的工作站或个人计算机,VxWorks则运行在Intelx86、MC68K、PowerPC或SPARC等处理器上。Tornado支持各种主机-目标机连接方式,如以太网、串行线、在线仿真器和ROM仿真器。

Tornado的体系结构使得许多强有力的开发工具可以用于各种目标机系统和各种主机-目标机连接方式下,而不受制于目标机的资源和通信机制。同时VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它适用于各种嵌入式环境的开发,小到资源极其有限的个人手持式设备如PDA(PersonalDigitalAssistant);大到多处理机系统,如VME系统。

Tornado可提供一个直观的、可视化的、用户可扩充的开发环境,极大缩短了开发周期。同时,由于Tornado是一个完全的开放系统,使得集成第三方开发工具变得十分容易。

主机与目标机之间的通信是通过运行各自处理器上的进程来完成的,使主机上的开发工具和目标机的操作系统可以完全脱离相互连接的方式。

为了摆脱主机-目标机通信带宽和目标机资源的限制,Tornado将传统的目标机方的工具迁移到主机上,如shell、loader和符号表等。这样,系统不再需要额外的时间和带宽在主机和目标机之间交换信息,降低了对连接带宽的需求,也避免了目标机的资源(如内存)被工具或符号表大量占用,使得应用程序拥有更多的系统资源。同时这种迁移也使得各种主机开发工具独立于目标机存在,从而使同一主机平台上的工具可以用于所有的目标机系统。

作为一个应用软件开发环境,Tornado提供了友好的可视化开发界面、交叉编译环境、源码级调试工具、目标机命令解释器和目标机状态监视器等多种应用工具,为应用软件开发提供了一个高效而可靠的平台。

三、程序设计

我们选用的DSP开发工具是AD公司提供的VisualDSP。这是一个集成开发环境,支持对SHARC系列DSP芯片的开发。实时操作系统VxWorks的开发工具是WindRiver公司的Tornado集成开发工具。VisualDSP可以C语言或汇编语言编

写的DSP代码,最新版本的VisualDSP还支持C++。它还有1个优点,就是可以编译多片DSP的源代码,并产生下载文件,这就可以很方便地进行多DSP系统的软件模拟。

ADSP21160阵列的设计结构使它既可以构成单指令流多数据流(SIMD)的并行处理机,也可以构成多指令流单数据流(MISD)或多指令流多数据流(MIMD)的流水线处理机,视用户的要求而定。这两种并行方案的选择,简单来说就是选择分割数据流还是分割处理工序。SIMD方案的原理如图1所示。

以下介绍我们实验室承担的水声信号处理系统。本系统以VME总线为系统开发平台,前端调理模件、模数转换模件和前端控制模件等为VME插件,采用SHARC级DSP芯片阵列完成声纳信号实时处理,基于嵌入式实时操作系统VxWorks及X窗口系统的中央控制和显示。

图2是4片DSP的任务分配图。从前端采集来的信号,经波束形成和复解调,再经过窄带滤波后的信号分为两路,一路送去进行幅度检波,一路做频域处理。幅度检波就是对复信号求模,根据信号幅度判决有无目标存在。频域处理分两种情况:当发射信号为单频脉冲时,进行功率谱估计,然后根据多普勒频移估计目标速度;当发射信号为双曲调频信号时,进行相关处理。

声纳综合数据处理主要包括主动声纳信号处理和被动声纳信号处理。其中,主动声纳信号处理又根据发射信号的不同,分为非相干处理、相干处理、功率谱处理。声纳综合数据处理主要完成:目标自动检测、目标参数测定和动目标跟踪。

四、操作流水线

操作流水线是模块内数据计算与I/O的流水线,物理上表现为CPU与I/O端口的DMA之间的并行。在前端处理中由于数据率高,通信开销很大。以通信任务最为繁重的复解调和多普勒补偿模块为例,输入数据率为2Mw/s,输出数据率为4Mw/s,高速连接口LinkPort最高速率为100Mw/s,如果采用串行传输的话,通信时间就将占用60%以上的处理时间,计算时间显然严重不足。所以必须采用并行执行,流程图如图3所示。这也是一种异步流水线方式,每次传送和计算完成都须要设置标志以通知下一操作。

结束语

在VxWorks实时操作系统下,4片ADSP21160上的程序已经通过模拟输入和系统测试。采用SHARCDSP阵列能够很好地完成声纳信号实时处理,每一片DSP至少有10%的计算裕量,基本达到设计要求。

送到各片21160。6个连接口提供了另一种方法实现多处理器之间的通信。连接口的最高传输速率为600MB/s。

整个系统基于VME总线。VME总线系统作为最早的国际通用开放式总线,自1981年起,经历了近20年的发展。其影响不断扩大,功能不断完善,现已成为性能最好、应用最广的国际总线标准之一。

根据设计要求,采用了4片ADSP21160。片外共享内存SRAM可以被主机和各片DSP直接访问;EPROM用来存放初始化程序和各片DSP要运行的程序,在系统上电后这些程序被下载到各片DSP中;LEDs用来显示插件的状态,如reset、normal等。每一片都有1个连接口连到插件的前面板,这样前端采集来的数据就可以很方便地传输到多DSP上,而且也使数据的传输模式更加灵活。

连接口(linkport)是SHARC系列DSP芯片的一个特点。ADSP21160共有6个8bit连接口提供额外的I/O服务。在100MHz时钟下运行时,每个连接口可达100MB/s。连接口尤其适合多处理器间点到点的连接。连接口可以独立地同时操作,通过连接口的数据封装成48/32bit字长后,可以从片内存储区直接被运算核读取或DMA传输。每一个连接口有它自己的双缓冲I/O寄存器,数据传输可编程,硬件由时钟/应答握手线控制。4片DSP使用连接口实现DSP间两两互连。

21160的主机接口可以很方便地与标准微处理器总线(16/32bit)相连,几乎不需要额外硬件。主机通过21160的外端口对其进行访问,存储区地址映射为统一的地址空间。4个DMA通道可以用于主机接口,代码和数据传输的软件开销很小,主处理器通过HBR、HBG和REDY信号线与21160进行通信,主机可以对片内存储区进行直接读写。

二、开发环境Tornado

VxWorks的开发环境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主机-目标机开发方式,主机系统可采用运行SunSolaris、HP-UX以及Win95/NT的工作站或个人计算机,VxWorks则运行在Intelx86、MC68K、PowerPC或SPARC等处理器上。Tornado支持各种主机-目标机连接方式,如以太网、串行线、在线仿真器和ROM仿真器。

Tornado的体系结构使得许多强有力的开发工具可以用于各种目标机系统和各种主机-目标机连接方式下,而不受制于目标机的资源和通信机制。同时VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它适用于各种嵌入式环境的开发,小到资源极其有限的个人手持式设备如PDA(PersonalDigitalAssistant);大到多处理机系统,如VME系统。

Tornado可提供一个直观的、可视化的、用户可扩充的开发环境,极大缩短了开发周期。同时,由于Tornado是一个完全的开放系统,使得集成第三方开发工具变得十分容易。

主机与目标机之间的通信是通过运行各自处理器上的进程来完成的,使主机上的开发工具和目标机的操作系统可以完全脱离相互连接的方式。

为了摆脱主机-目标机通信带宽和目标机资源的限制,Tornado将传统的目标机方的工具迁移到主机上,如shell、loader和符号表等。这样,系统不再需要额外的时间和带宽在主机和目标机之间交换信息,降低了对连接带宽的需求,也避免了目标机的资源(如内存)被工具或符号表大量占用,使得应用程序拥有更多的系统资源。同时这种迁移也使得各种主机开发工具独立于目标机存在,从而使同一主机平台上的工具可以用于所有的目标机系统。

作为一个应用软件开发环境,Tornado提供了友好的可视化开发界面、交叉编译环境、源码级调试工具、目标机命令解释器和目标机状态监视器等多种应用工具,为应用软件开发提供了一个高效而可靠的平台。

三、程序设计

我们选用的DSP开发工具是AD公司提供的VisualDSP。这是一个集成开发环境,支持对SHARC系列DSP芯片的开发。实时操作系统VxWorks的开发工具是WindRiver公司的Tornado集成开发工具。VisualDSP可以C语言或汇编语言编

写的DSP代码,最新版本的VisualDSP还支持C++。它还有1个优点,就是可以编译多片DSP的源代码,并产生下载文件,这就可以很方便地进行多DSP系统的软件模拟。

ADSP21160阵列的设计结构使它既可以构成单指令流多数据流(SIMD)的并行处理机,也可以构成多指令流单数据流(MISD)或多指令流多数据流(MIMD)的流水线处理机,视用户的要求而定。这两种并行方案的选择,简单来说就是选择分割数据流还是分割处理工序。SIMD方案的原理如图1所示。

以下介绍我们实验室承担的水声信号处理系统。本系统以VME总线为系统开发平台,前端调理模件、模数转换模件和前端控制模件等为VME插件,采用SHARC级DSP芯片阵列完成声纳信号实时处理,基于嵌入式实时操作系统VxWorks及X窗口系统的中央控制和显示。

图2是4片DSP的任务分配图。从前端采集来的信号,经波束形成和复解调,再经过窄带滤波后的信号分为两路,一路送去进行幅度检波,一路做频域处理。幅度检波就是对复信号求模,根据信号幅度判决有无目标存在。频域处理分两种情况:当发射信号为单频脉冲时,进行功率谱估计,然后根据多普勒频移估计目标速度;当发射信号为双曲调频信号时,进行相关处理。

声纳综合数据处理主要包括主动声纳信号处理和被动声纳信号处理。其中,主动声纳信号处理又根据发射信号的不同,分为非相干处理、相干处理、功率谱处理。声纳综合数据处理主要完成:目标自动检测、目标参数测定和动目标跟踪。

四、操作流水线

操作流水线是模块内数据计算与I/O的流水线,物理上表现为CPU与I/O端口的DMA之间的并行。在前端处理中由于数据率高,通信开销很大。以通信任务最为繁重的复解调和多普勒补偿模块为例,输入数据率为2Mw/s,输出数据率为4Mw/s,高速连接口LinkPort最高速率为100Mw/s,如果采用串行传输的话,通信时间就将占用60%以上的处理时间,计算时间显然严重不足。所以必须采用并行执行,流程图如图3所示。这也是一种异步流水线方式,每次传送和计算完成都须要设置标志以通知下一操作。