博兴县建设局网站,建设工程信息查询,学校网站建设模板,顶呱呱网站建设是外包的吗有效帧频率作为雷达一个非常核心的指标#xff0c;它代表了雷达探测识别的速度#xff0c;速度越快#xff0c;后级各项智能驾驶功能就能得到更快、更有效的判断。本篇文章首先从硬件的角度#xff0c;提供了一种合理利用片上资源提高探测识别速度的常用方法#xff0c;然… 有效帧频率作为雷达一个非常核心的指标它代表了雷达探测识别的速度速度越快后级各项智能驾驶功能就能得到更快、更有效的判断。本篇文章首先从硬件的角度提供了一种合理利用片上资源提高探测识别速度的常用方法然后又根据不同芯片平台资源情况提供了两种嵌入式软件能够提高有效帧频率的两种方法为各位读者在类似的工作中提供一些思路。 目录
利用DMA实现乒乓操作
设计步骤与注意事项
软件流程图与代码
瓶颈优化策略 利用DMA实现乒乓操作
“乒乓操作”是一种典型的用空间换时间操作它本身并不能弥补高速数据流与低速计算单元之间的矛盾高速数据流还是要“等待”低速运算完成但是“乒乓操作”给高速数据流提供了两条独立的数据存储的链路使得运算单元能够提前起跑降低了整个链路的时间。
在雷达编程中这种乒乓操作实现在高速ADC采样和FFT运算之间这里读者可以把DMA想象成一个专用的核心它的功能仅仅是对数据进行搬运。DMA通常用于将数据传输到一个缓冲器同时 CPU使用另一个缓冲器进行FFT运算。如下图所示蓝色路径显示 DMA 将数据传输到缓冲区 1CPU 从缓冲区 2 获取数据。当路径切换时DMA 将数据传输到缓冲区 2CPU 从 缓冲区 1 获取数据。这种技术的好处是整个应用程序的运行时更短因为 CPU 在任何时候都可以自由地对一部分 数据进行操作。在该示例中ADC 配置为单次转换模式DMA 和 CPU 将在每次转换后在缓冲区之间切换。 设计步骤与注意事项
设计步骤如下
根据给定的模拟输入和设计要求确定 ADC 的配置包括基准源、基准值、分辨率和采样率。生成 2 个数组缓冲区来存储 ADC 数据并将缓冲区大小和 DMA 传输大小设置为相同以便 DMA 填充整个缓 冲区。根据步骤 1 中的工程要求在 SysConfig 中配置 ADC。在 SysConfig 中在 ADC 部分中配置 DMA。编写应用程序代码以动态更改 DMA 的目标地址从而在两个缓冲区之间交替。
设计要注意的事项如下
最大采样速度ADC 的采样速度基于输入信号频率、模拟前端、滤波器或任何其他影响采样的设计参数。ADC 基准选择与预期最大输入保持一致的基准以利用 ADC 的满量程范围。点击“Settings”时钟源决定了转换的总时间。时钟分频器与 SCOMP 设置一起决定总采样时间。 SysConfig 根据采样时间设置来设置相应的 SCOMP。
软件流程图与代码
软件流程图如下 Ti实现代码如下用户可以根据注释获得这种“乒乓操作”更直观的认识。
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#define ADC_FIFO_SAMPLES (ADC_SAMPLE_SIZE / 2)uint16_t gADCSamplesPing[ADC_SAMPLE_SIZE];
uint16_t gADCSamplesPong[ADC_SAMPLE_SIZE];volatile bool gCheckADC;int main(void) {uint16_t maxReading;bool ping true;uint16_t *ADCSamplesCurrDataPtr;SYSCFG_DL_init();/* Configure DMA source, destination and size */DL_DMA_setSrcAddr(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID,(uint32_t)DL_ADC12_getFIFOAddress(ADC12_0_INST));DL_DMA_setDestAddr(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, (uint32_t)gADCSamplesPing[0]);DL_DMA_setTransferSize(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, ADC_FIFO_SAMPLES);DL_DMA_Full_Ch_setEarlyInterruptThreshold(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, DL_DMA_EARLY_INTERRUPT_THRESHOLD_HALF);DL_DMA_enableChannel(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID);/* Setup interrupts on device */NVIC_EnableIRQ(ADC12_0_INST_INT_IRQN);gCheckADC false;DL_ADC12_enableConversions(ADC12_0_INST);DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);while (1) {while (false gCheckADC) {__WFE();}// Breakpoint here to check the buffers and watch the ping pong operation.// The data should be alternating between each buffer.__BKPT(0);if (ping) { // Switch to pongADCSamplesCurrDataPtr gADCSamplesPing;DL_DMA_setDestAddr(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, (uint32_t)gADCSamplesPong[0]);DL_DMA_setTransferSize(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, ADC_FIFO_SAMPLES);DL_DMA_Full_Ch_setEarlyInterruptThreshold(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, DL_DMA_EARLY_INTERRUPT_THRESHOLD_HALF);DL_DMA_enableChannel(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID);gCheckADC false;ping false;DL_ADC12_enableDMA(ADC12_0_INST);DL_ADC12_enableConversions(ADC12_0_INST);DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);} else { // Switch to PingADCSamplesCurrDataPtr gADCSamplesPong;DL_DMA_setDestAddr(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, (uint32_t)gADCSamplesPing[0]);DL_DMA_setTransferSize(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, ADC_FIFO_SAMPLES);DL_DMA_Full_Ch_setEarlyInterruptThreshold(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID, DL_DMA_EARLY_INTERRUPT_THRESHOLD_HALF);DL_DMA_enableChannel(DMA, DMA_CH0_CHAN_ID);gCheckADC false;ping true;DL_ADC12_enableDMA(ADC12_0_INST);DL_ADC12_enableConversions(ADC12_0_INST);DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);}}
}void ADC12_0_INST_IRQHandler(void) {switch (DL_ADC12_getPendingInterrupt(ADC12_0_INST)) {case DL_ADC12_IIDX_DMA_DONE:gCheckADC true;break;default:break;}
}瓶颈优化策略
整个雷达工作周期的瓶颈来自一头一尾头调频连续波到ADC回波采样的射频模拟部分尾是从点云到航迹目标的数据处理部分。针对这个头可以针对产品情景进行一些包括调频时长等相关参数的调整来达到帧周期的缩短这部分我就不赘述了感兴趣的朋友可以从《雷达编程实战之功耗优化技术低功耗》文章中寻求到方法而这篇文章主要针对这个数据处理的尾巴来讲一下两个优化的策略而这两个优化策略主要针对两种不同平台资源的情况进行选择。
首先如果我们的芯片平台存在多个DSP核心以及ARM核心那么我们完全可以合理分配计算资源达到理论上最快的帧频率下面是几点分配的原则。
有一个DSP核心很可能承担了信号处理流程的计算工作然而另一个DSP核心可以与此核心配合完成多条信号处理链路同时进行进一步提高点云信息的丰富/置信度数据处理也可以单独拎出一个DSP核来处理核间可以通过操作系统提供的Message实现同步共享RAM进行合理分区利用标志位标识RAM区当前状态设计时应尽可能压榨核心等待时间。ARM处理大部分外设控制以及基础软件涉及的业务逻辑与协议栈实现保证系统正常运行。
如果我们芯片平台仅仅存在一个DSP核心和一个ARM核心那么我们就需要为整体的产品性能来考虑一些事情了。依然有一个DSP核心承担了信号处理流程的计算工作而且很有可能它已经没有多余的RAM空间来进行别的计算了芯片本身很可能在设计之初就没有考虑要进行数据处理直接出点云给域控制器而如果我们要硬上毕竟要做一些数据处理算法来当作研发亮点那就只可能放在ARM来跑不过很可惜这个方案是个陷阱下面我来介绍一种在这种平台跑算法的方案。
信号处理链路有很多涉及到了硬核的运算我们可以合理利用硬核的中断来动态分配任务的优先级。首先我们预存一帧A的点云数据然后继续进行下一帧B的信号处理流程在DSP等待硬核处理的间隙动态提高数据处理任务优先级并启动调度数据处理任务拿到DSP资源之后进行A点云数据进行处理当硬核处理完成之后进入硬核中断函数降低数据处理任务优先级执行上下文切换之后将DSP核心重新交回信号处理流程。当最终DSP核完成信号处理流程之后通过Mailbox将当前信号处理以及数据处理流程信息传递给ARM核心。ARM核心做策略判断如果数据处理没有做完根据传递过来的信息来综合判断是否由ARM核继续执行剩余算法如果不执行则Mailbox回传信息暂停信号处理流程进行数据处理直至完成。 十六宿舍 原创作品转载必须标注原文链接。 ©2023 Yang Li. All rights reserved. 欢迎关注 『十六宿舍』大家喜欢的话给个更多关于嵌入式相关技术的内容持续更新中。
