技术摘要：
本发明提供一种用于软件化雷达中间件的构建方法，设置并行计算中间件包括步骤：基础函数中间件构建步骤、雷达专用功能中间件构建步骤、运行时函数中间件构建步骤和实时服务质量QOS中间件构建步骤；其中，基础函数中间件的构建方法利用VSIPL程序构建一套比较完备的基础  全部
背景技术：
“软件化雷达”(Software  Defined  Radar，SDR)是具有通用化和数字化特点的新 型雷达系统，具有开放式体系架构，可以适应“面向实际需求，以软件技术为核心”的开发理 念实现系统的扩展、更新和升级，将更加注重系统的标准化、模块化和软件可定义，系统各 组成部分的通用性将更加提高。软件化雷达采用开放、通用、标准的架构，支持雷达功能软 件定义，极大地提升雷达装备的作战性能、研发质量和研发效率，是未来雷达的重要发展方 向。雷达系统具有数据流量大、计算密集、实时性要求高等特点。传统雷达系统的计算单元， 为了满足上述要求，采用软件与特定硬件绑定，紧耦合定制开发的模式，而软件化雷达采用 开放式体系架构，要求软件硬件解耦合。 近年来，并行化、异构化成为高性能计算的一个重要发展趋势，多核处理器、异构 处理器以及加速卡等计算器件在雷达系统中广泛应用。随着有源数字相控阵雷达、合成孔 径雷达、分布式阵列雷达的快速发展，对雷达系统的计算能力要求空前提升。同时，软件化、 智能化、多功能一体化发展趋势要求雷达计算平台具有可扩展可重构能力。雷达信号处理 板卡已普遍采用由多种处理器，比如CPU  通用处理器、数字信号处理器DSP、现场可编程门 阵列FPGA、图像处理器GPU 以及片上系统SOC等组成的并行异构计算的硬件架构设计，这种 硬件架构设计增加了雷达应用软件与硬件解耦合的难度。 VSIPL(Vector  Signal  Image  Processing  Library)是一个支持开源、C语言规 范，为向量与信号处理开发的算法库，VSIPL联盟负责开发这个标准库，该组织定义了一个 具有统一工业标准的应用程序接口，能够支持实时嵌入式信号处理系统中用于向量、信号、 图像处理的应用程序，并且具有可移植性和高性能的优势，可移植的同时保持软件的高性 能，同样的软件可扩展应用到其他硬件平台上，系统升级时不用重新写软件，减少开发花 销，延长软件生命周期。 专利(公开号为CN107153547A)提出了一种软件化雷达库模式信号中间件，该方法 包括：步骤1，对信号处理中间件按照库的模式划分为基础组件层和功能组件层，获得库模 式信号处理中间件的处理框架；步骤2，在处理框架内，根据雷达特点，设计出基础组件层内 运算组件；步骤3，在处理框架内，根据雷达特点，结合运算组件设计出功能组件层内运算组 件；步骤4，对处理组件进行功能验证，当验证结果符合标准时，进行步骤5；步骤5，利用雷达 对库模式信号处理中间件进行实验验证，获得雷达的功能和性能测试结果。没有采用开放 式的系统架构工程技术，所构建的雷达信号库模式中间件不能基于该方案灵活扩展，受限 于平台，运算组件采用的是NVIDIA提供的信号处理函数库，只适用于NVIDIA  公司生产的 GPU上，而且运算组件提供的函数接口不具有统一标准性。 专利(公开号为CN109101348A)提出一种雷达雷达信号处理集群平台及软件便于 扩展的实现方法，平台包括VPX机箱、交换模块、计算模块、交换后插模块和数据接口模块， 3 CN 111580790 A 说　明　书 2/8 页 其中间件层软件位于系统层和应用层之间，为应用层提供通用服务，具有通用的协议栈和 标准的程序接口，实现对系统层的解耦，中间件层包括通信中间件、算法中间件、线程调度 中间件。该方案在算法中间件只是简单的说明算法中间件用于提供矩阵运算、FFT、向量运 算、IFFT、三角函数等基础函数的函数接口，但是接口标准没有提及，在众多的雷达系统平 台上难以实现通用化。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有统一工业标准的VSIPL接口、能够适 应各软件化雷达硬件平台的基础函数中间件构建方法。 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种用于软件化雷达中间件的 构建方法，设置并行计算中间件包括步骤：基础函数中间件构建步骤、雷达专用功能中间件 构建步骤、运行时函数中间件构建步骤和实时服务质量QOS中间件构建步骤； 其中，基础函数中间件的构建方法具体包括以下步骤： 1)利用VSIPL函数创建VSIPL块； 2)创建VSIPL块对应的视图； 3)创建基础函数的对象； 4)将数据与对象绑定； 5)将VSIPL块放到VSIPL数据空间； 6)调用VSIPL标准接口的函数处理视图； 7)对VSIPL函数的底层实现进行替换：先在VSIPL函数的内部创建一个临时交互空 间用于数据交互使用，继而从VSIPL数据空间中读取数据放到临时交互空间中，并选择适应 当前硬件平台的专用库执行基础函数运算，运算完成后将计算结果写回VSIPL的数据空间 中，至此已实现VSIPL标准统一接口对不同硬件平台专用库的封装； 8)创建基础函数的对象及视图删除，释放所有资源，结束整个VSIPL程序。 具体的，基础函数包括向量、矩阵、三角函数和快速傅里叶变换FFT等。 VSIPL块为在VSIPL程序中存储数据的连续内存区域； 对象为一种抽象的数据类型，它存储VSIPL访问数据数组所需的信息；数据组为用 于数据存储的内存； 视图由感兴趣的数据的VSIPL块和视图对象组成，视图对象用于存储VSIPL  访问 感兴趣的数据所需的信息。 本发明构建方法具有通用性，多态性的含义既可以表示将不同平台的专用函数库 接口统一化，也可以表示此构建方式能够适用于其他领域，比如图像处理、机器学习、人工 智能等领域。 雷达程序开发者利用本发明方法可以构建一套比较完备的基础数学函数库；该函 数库向上层提供统一的接口API，具备高性能的同时还具有良好的可移植性和可扩展性。使 用该方法开发雷达基础函数库，提高了雷达应用组件开发人员的开发效率。另外，该函数库 的设计具有通用性，不仅仅可以用于雷达信号处理领域，其他领域也可适用。 本发明的有益效果是： (1)通过VSIPL统一工业标准API封装后的基础函数库有助于雷达应用程序开发人 4 CN 111580790 A 说　明　书 3/8 页 员更加高效便捷的实现雷达信号处理任务，无需在复杂的函数接口上耗费时间，提高了雷 达应用程序软件的开发效率； (2)利用VSIPL提供的与平台无关的标准接口API，能够保证算法函数在不同平台 上的接口是固定的，实现一次编写，多平台运行。 附图说明 图1为统一工业标准接口VSIPL程序的构建流程； 图2一种软件化雷达基础函数库多态性的构建过程； 图3并行计算编程模型框架； 图4为VSIPL原生库和采用VSIPL封装MKL库的串行计算对比； 图5为VSIPL原生库和采用VSIPL封装MKL库的向量运算对比； 图6为VSIPL原生库、采用VSIPL封装FFTW以及采用VSIPL封装MKL库的  FFT快速傅 里叶变换对比； 图7为VSIPL原生库和封装DSPLIB的矩阵相乘实验结果。