2.6 mmWave波形传感器简介1443硬件加速器

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评论 收藏 上传者:hi5
大家好! 这是毫米波传感器 1443 的 硬件加速器简介。 这是议程,我们将首先 讨论主要特性和高级架构。 本课程的大部分内容讨论的是 硬件加速器 HWA 的各个子块的 功能。 课程最后,我们将举例说明如何进行距离计算。 简介:毫米波传感器有三个主要 系列: 12、14 和 16 系列。 毫米波传感器 SOC 1443 中引入了一个硬件 加速器 IP。 它可卸载主处理器中的信号处理负荷, 此处的主处理器是 R4F。 它有助于在距离、速度和角度维度之间 获得雷达图像。 其主要特性包括: 高达 1024 的可编程 FFT 大小; 24 位的内部FFT 位宽; 用于进行简单前置 FFT处理的内置功能, 例如窗口操作、BPM 清除、干扰消除 和复数乘法;计算功能, 例如幅度和对数幅度; 作为灵活数据流一部分的转置访问; 链接和循环机制,需要极少的 处理器干预;还支持CFAR 检测器和 FFT 拼接。 让我们看一下高级架构。 这是 HWA。 它连接到主处理器系统中的 128 位总线。 红色箭头显示典型的数据流。 EDMA 将样本放入HWA 的本地存储器中, 并从 HWA 的本地存储器中读取输出样本。 HWA 和主处理器在 200MHz 的 单一时钟域上运行,每个时钟周期处理一个 复数样本。 这里是加速器引擎的方框图。 此处是四个连接到128 位总线的 加速器存储器。 样本进入输入格式器, 进入核心计算单元进行 FFT 处理, 然后输出到输出格式器。 硬件加速器的总体运行 由状态机通过参数集 寄存器进行控制。 我们首先看一下四个加速器存储器。 四个存储器均为 16KB。 为了方便起见,我们将它们命名为加速器存储器 0、1、2 和 3。 其中两个存储器0 和 1 直接 与 ADC 乒乓缓冲器共享。 因此,对于 1DFFT 处理, 不需要进行 EDMA 传输。 当 FFT 完成后,可以使用 这些存储器,通过 EDMA 传输 来输入数据,进行 2D FFT 处理。 使用四个存储器的背后原因 是为了为输入和输出启用乒乓机制。 四个本地存储器中的任意一个都可以是源存储器, 并且任意一个都可以是目标存储器,但不能同时是源存储器和目标存储器。 不在乒乓模式时,连续地址可以实现 高达 32KB 的存储器。 接下来,我们将讨论状态机。 状态机的操作包括启用和禁用 HWA; 对整个操作侧进行定序以及 循环操作。 有四种传入触发器: 立即触发器、等待软件触发器、 等待 ADC 开关触发器和等待基于 EDMA 的触发器。 有两种传出触发器: 到主处理器或到 EDMA。 接下来,我们看一下参数集配置存储器。 它包含 16 个参数集。 每个集合各包含八个 32 位寄存器。 可以将状态机通过特定的 参数集子集编程为循环。 我们可以指定开始和结束位置以及循环次数。 其他功能,例如选择和配置 计算引擎内的每个块; 配置输入输出数据格式; 配置 2D存储器索引; 配置参数集的触发器。 接下来,我们看一下输入格式器和输出 格式器。 输入格式器将从输入存储器中获取样本, 对其进行缩放和格式设置,将其转换为 24 位 I 和 24 位 Q 复数样本, 然后发送到计算块。 同样,输出格式器将获取 24 位 IQ 样本, 对其进行缩放和格式设置,然后保存到输出存储器中。 它们接受各种数据格式, 例如实数-复数、16 位或32 位、带符号或不带符号。 当样本长度不是适用于 FFT 处理的 2 的幂时,输入格式器支持 补零。 另请注意,BPM 清除是在输入格式器块 中完成的。 输入和输出格式器支持 2D 存储器索引。 例如此处,ACNT 是样本数; AINDX 是两个连续样本之间的间隔; BCNT 是迭代次数; BINDX 是每次迭代的偏移量。 这样可以实现灵活的数据流处理。 可以在源和目标处单独配置 流处理。 因此,我们将得到单独的源 ACNT 和目标 ACNT; 源 AINDX、目标 AINDX; 以及源 BINDX 和目标 BINDX。 源和目标的BCNT 是相同的。 请注意,不必连续地放置输入 和输出数据。 例如此处的输入存储器, 可以很容易地在多个数据矢量 之间重复相同的计算。 在此示例中,可以在四个 数据流之间执行相同的计算。 通过对加速器进行一次编程,即可以 实现这一目的。 接下来,我们看一下核心计算单元, 也称为核心加速器引擎。 它有两个路径。 红色线显示FFT 引擎路径。 绿色线显示CFAR 引擎路径。 在任何给定时刻,这两个路径中只能有一个 运行。 这是 FFT 路径。 它有预处理;窗口操作加 FFT; 幅度或对数幅度计算功能。 它能够以采样器每时钟周期流处理 方式执行距离、多普勒、角度 FFT。 旁路选项通过参数集 寄存器进行控制。 在 FFT 路径预处理中, 支持多种功能,例如干扰消除; 支持天线相位复数解旋等 功能的复数自左乘或 DFT 模式。 另外,它是 FFT 分期模式的一部分。 FFT 的窗口操作使用窗口 RAM 提供窗口系数。 支持的 FFT 大小是2 的幂,最高为 1024。 对于后处理,支持幅度或对数幅度。 此处是 CFAR 的路径,它是 恒虚警率检测路径。 使用单元平均进行阈值计算。 此路径在实数输入矢量上实现 CFAR 检测。 在输入是复数的情况下,我们可以 在 CFAR 检测之前选择 幅度或对数幅度。 输出是与检测的峰值相对应的 索引列表。 支持各种广受欢迎的 CFAR 算法, 例如 CFAR-CA、CFAR-CAGO或 CFAR-CASO。 这是进行距离计算的示例。 此处是频率与时间关系曲线。 这是每个线性调频脉冲。 前端将线性调频脉冲数据放入到输入缓冲器中。 数据的一个线性调频脉冲到达后,就会触发加速器。 它执行 FFT,然后将数据保存到输出缓冲器。 操作以一种乒乓方式进行: 当前端正在填充乒缓冲器时, 加速器处理乓缓冲器。 加速器自动触发 EDMA 以将 FFT 数据存储在 L3 存储器中。 继续进行距离计算, 此处显示了如何设置参数集配置。 它通过 ADC 样本的可用性进行触发; 从乒输入缓冲器中拾取数据;计算 4 次 距离 FFT;并将 FFT 数据放在乓输出缓冲器中; 触发一个 EDMA 通道以将数据传输到 L3。 此处是输入缓冲器的尺寸。 这个尺寸是ADC 样本的数量。 如果大小不是适用于进行FFT 处理的 2 的幂, 则在输入格式器中进行补零。 这个尺寸是 FFT 大小。184
课程介绍 共计14课时,3小时38分23秒

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