基于分布式的通用信号处理嵌入式软件架构

基于分布式的通用信号处理嵌入式软件架构

张翰

四川鸿创电子科技有限公司 成都市 610000

摘要：信号处理系统功能软件的创新发展，要解决在线重构和软件系统升级问题，分布式通用信号处理需要以嵌入式软件架构为基础，智能感知复杂电磁环境下电磁目标，广泛地应用于多个领域满足信号处理的不同任务需求。文章对分布式的通用信号处理嵌入式软件架构设计进行了论述，在此基础上参考相关标准，扩展分布式通信关键技术的应用途径，对常见的开发工具进行了重点分析，给出了嵌入式软件架构可靠性提升的方向。有助于提升系统性能，对信号处理嵌入式软件系统的便捷性、综合性发展具有一定参考价值。

关键词：分布式；通用信号；嵌入式软件

射频识别技术、数据交换技术、移动通信技术的创新发展，让电子信息系统由独立设备管理向模块化软件综合管理发展，在嵌入式软件结构研发阶段，需要创新传统的设计思路，以基础服务为核心，面向各领域的通信需求，转变设计思路。要求电子信息系统能够在复杂的运行环境下，自动完成对新目标的侦查工作，实现数据信息的快速拓展，自动完成硬件重组和软件升级，建立嵌入式网络架构，解决当前分布式通信号处理存在的主要问题，融合各种类型的信息处理功能算法，通过单元集成的方式建立软件系统，全面提高系统性能。

1. 分布式的通用信号处理嵌入式软件架构设计

1.1系统设备架构

分布式通信信号处理嵌入式软件架构设计，要注重信息化、网络化和一体化的设计要求，利用丰富多样的软件功能，为新型通讯信号处理奠定基础，能够实现各类工作任务的快速执行，同时系统具备深度学习的基本功能，具有数据精确化、通信实时性的发展特征。当前在软件系统设计阶段，需要注重内部结构的模块化发展，拓展通信渠道，实现软件系统的自升级、自学习，信号处理平台属于系统设备架构，利用资源处理为主的信号预处理技术，采用列阵分析模式观察磁盘大容量储存阵列，优化系统资源组成结构。设置CPU处理器保证各列阵之间脉冲时间总线的同步性，一般情况下，阵列间的数据交换，主要采用全交换网络形式，包括高速光交换网络、以太网交互网络等等，通过多级联动建立多元化的网络结构，在不同地区搭建通信平台，拓展系统资源，实现分布式通用信号处理。

1.2软件程序架构

以提高服务质量为主的软件功能架构设计，需要进一步提升系统的通用性和灵活性，能够实现对各类信号数据的统一处理，促进信息处理系统的可持续发展，分布式通用信号处理系统，需要建立系统云平台，突破传统数据通信时间与空间的限制。将各类分布系统进行有效连接，提高软件程序的交互操作性，将嵌入式软件结构作为彼此联合、纵向贯通的整体，通用信号处理嵌入式软件需要注重通用化设计原理，将整个处理系统的软件结构按照分布式软件系统构建的方式重新进行程序设计。嵌入式软件架构设计的核心思想以软件多元化服务为基础，更好地适应当前各行各业的通讯需求，制定软件执行标准，促进功能实现的虚拟化发展，能够灵活调动系统资源，开发核心平台框架，实现各项业务功能的分布式部署。为了保证软件程序的一致性与适配性，需要注重软件架构开发的互联互通，将嵌入式软件架构分为功能层、系统层、通信层和设备驱动层，不仅能够实现智能化服务，还能够制定标准规范化体系，实现平台任务调度，满足系统应用的根本需求。

2. 分布式通信关键技术的应用途径

2.1系统设计标准

传统的信号处理系统设计主要以各单位项目设计为主，系统之间无法实现无缝接入，单位间系统升级需要投入较高的研发资金，系统的可复用性较低，与当前分布式通信技术研发的主要方向相违背。因此，需要在传统信号处理系统的基础上，建立分布式通讯信号处理嵌入式软件系统解决以上问题，成立专家联合设计小组，针对信号处理系统的运行情况，在系统内部构建信号预处理模块，实现对各类复杂数据信息的统一管理。不断扩大数据存储量，软件接口设计要按照相关标准，分析软硬件数据总线接口的主要特点，运用分布式通信中间件技术，助力嵌入式软件系统的顺利研发，满足系统运行的开放式发展需求，能够适应多变的工作环境，实现对各类任务指令的及时部署。

2.2分层体系架构

在当前通用信号处理嵌入式软件结构设计的过程中，需要采用层次化、组件化的分层体系结构设计原理，要求系统各组件之间处于相互独立的安装状态，软件组件具有对外接口固化的能力，为后续软件组件的升级换代奠定基础。只有保持对外接口的一致性，才能够建立集成式系统，避免因某一系统组件出现问题，影响到其他软件组件的工作状态，如果某一层次的组件接口发生变化时，需要通过调节对应层次的互联接口，保证该软件与其他组件之间的独立性。采用大量标准化接口资源构件，能够有效降低系统升级所投入的资金成本、缩短研发周期，构建计算处理平台，保证算法组件的整体性能。

2.3分布式通信中间件

分布式通信中间件技术，主要是通过系统数据通信和操作功能软件的有效应用，能够自动完成系统数据传输特征的分析与管理，对照通信中间件技术原理，采用科学合理的应用模式调整消息格式，实现传输连接，支持多线程工作。只有通过分布式通信中间件的优化设计，才能够保证分布式通信和访问对象的统一性，传统的中间件传输电路设计只能通过以太网的安装，但当前计算平台的优化设计，主要采用高速串行总线。在设计原理上通过可插拔协议框架，保证底层电路的适配性，建立支持内存共享的物理电路，为了满足分布式中间件系统架构的设计需求，能够适应复杂多变的应用环境，就需要制定出科学合理的通信传输策略，将设计重点放在内存使用优化上，保证传输方式的有效性。

2.4多业务动态加载

通用信号处理嵌入式软件架构设计，在顶层设计分析过程中需要从根本上满足平台软件架构的分层、组件化设计要求。多业务动态加载需要在系统设计阶段建立灵活的配置技术，通过开放式体系架构做好系统结构的规范部署和联合开发，做好信息处理业务构建的封装与卸载功能设计，按照基本运行原理调解构建的基本配置，并实时进行动态查询，将出现的通信问题上报到数据处理中心。只有建立软件架构管理框架，才能突破传统系统网络设计的瓶颈，建立灵活组网，通过多项业务模块的有效应用，及时下发工作指令，满足实现灵活配置的根本要求。

总结：通讯信号嵌入式软件结构设计需要注重通用性、模块化、网络化设计，实现资源的合理配置，从根本上解决信号处理系统在线重构和部署升级的问题，建立软件结构分析模型，采用新型处理器将软件系统按照功能作用划分为应用层、操作层和基础模块，有助于后续的软件开发。分布式通用信号处理技术在航空、雷达、军事等多个领域得到了广泛应用，对并行信号处理平台的设计提出了新的要求，嵌入式软件结构设计要具有高速的数据运算能力、数据传输能力、数据储存能力，突破传统软件系统的研发瓶颈，提高软件运行的可靠性。

参考文献：

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[3] 杨洋,刘坚. 基于框架的开放式机载电子战嵌入式软件设计[J]. 计算机测量与控制,2021,29(4):140-144.

张翰，性别：男，1988年03月出生，籍贯：四川省泸州市 学历：本科 职称：/，

研究方向:信号处理

单位：四川鸿创电子科技有限公司