劉小寧,謝宜壯,趙博雅,陳 禾,楊 晨
(北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院,北京100081)
?
一種二維訪問效率均衡的SAR數(shù)據(jù)矩陣轉(zhuǎn)置方法
劉小寧,謝宜壯,趙博雅,陳禾,楊晨
(北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院,北京100081)
摘要:針對SAR成像矩陣轉(zhuǎn)置效率偏低的問題,提出了矩陣分塊三維映射法.該方法基于帶有bank劃分的存儲介質(zhì)并利用其數(shù)據(jù)訪問特性,通過矩陣分塊和跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式將二維數(shù)據(jù)矩陣映射至存儲介質(zhì)的三維存儲空間,能夠充分發(fā)揮存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)訪問效率.實(shí)測結(jié)果表明,該方法使二維數(shù)據(jù)的訪問效率都接近于順序訪問的效率,極大提高了SAR成像的矩陣轉(zhuǎn)置效率.
關(guān)鍵詞:SAR成像;矩陣轉(zhuǎn)置;跨行訪問;三維映射
合成孔徑雷達(dá)(SAR,Synthetic Aperture Radar)采集到的原始數(shù)據(jù)為一個(gè)二維數(shù)據(jù)矩陣,二維數(shù)據(jù)矩陣每一行的數(shù)據(jù)為發(fā)射的線性調(diào)頻脈沖的各個(gè)采樣點(diǎn)的值,每一列的數(shù)據(jù)為雷達(dá)在不同的空間位置處接收到的線性調(diào)頻脈沖的相應(yīng)的采樣點(diǎn)值.這樣,二維數(shù)據(jù)矩陣的行方向就為距離向,列方向就為方位向[1].常用的SAR成像處理算法,如RD算法、CS算法將二維數(shù)據(jù)矩陣的處理轉(zhuǎn)化成多次的一維處理,即距離向處理和方位向處理,繼而實(shí)現(xiàn)二維高分辨率成像.多次的一維處理之間需要進(jìn)行行列轉(zhuǎn)換,即矩陣轉(zhuǎn)置.
SAR成像中的矩陣轉(zhuǎn)置實(shí)際上是方位向數(shù)據(jù)訪問和距離向數(shù)據(jù)訪問之間的相互轉(zhuǎn)換,是依靠轉(zhuǎn)置存儲器(CTM,Corner Turning Memory)來完成的.不同的SAR成像算法中矩陣轉(zhuǎn)置的次數(shù)是不同的,RD算法在成像處理過程中至少需要一次矩陣轉(zhuǎn)置,CS算法至少需要三次矩陣轉(zhuǎn)置[2],每一次矩陣轉(zhuǎn)置都需要遍歷CTM內(nèi)的數(shù)據(jù).因此,矩陣轉(zhuǎn)置的效率是影響SAR成像實(shí)時(shí)性的重要因素.
針對SAR成像處理,Morio Onoe提出了無數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置的快速處理方法[3].隨著SAR成像技術(shù)的發(fā)展,SAR成像分辨率越來越高,SAR成像所處理的數(shù)據(jù)量和運(yùn)算量也隨之增大,這種情況下無數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置的處理方法已經(jīng)很難適應(yīng).現(xiàn)有的矩陣轉(zhuǎn)置方法有行進(jìn)列出法、列進(jìn)行出法、兩頁式[4,5]、三頁式[6,7]矩陣轉(zhuǎn)置法、矩陣分塊線性映射法[8]以及實(shí)時(shí)矩陣轉(zhuǎn)置方法[9]等.行進(jìn)列出法、列進(jìn)行出法會造成距離向和方位向上的數(shù)據(jù)訪問效率極為不均衡.兩頁式、三頁式矩陣轉(zhuǎn)置方法實(shí)際上是列進(jìn)行出法和行進(jìn)列出法的綜合應(yīng)用,適合于需要單次轉(zhuǎn)置的SAR成像算法(如RD算法)的流水實(shí)現(xiàn),而對于需要多次矩陣轉(zhuǎn)置的SAR成像算法(如CS算法)則需要多個(gè)CTM來完成SAR成像處理中的多次矩陣轉(zhuǎn)置,難以實(shí)現(xiàn)單板單節(jié)點(diǎn)的SAR成像,不利于降低成本和系統(tǒng)集成.矩陣分塊線性映射法和實(shí)時(shí)矩陣轉(zhuǎn)置方法兩者相近,給出了距離向和方位向效率均衡的矩陣轉(zhuǎn)置方法,但是沒有充分利用CTM的數(shù)據(jù)訪問特性以發(fā)揮更高的矩陣轉(zhuǎn)置效率.
本文提出的矩陣分塊三維映射法是一種可以在同一CTM內(nèi)完成多次矩陣轉(zhuǎn)置的原位存儲方法.該方法結(jié)合矩陣分塊的思想,將CTM視為三維的存儲空間,并有效利用CTM的數(shù)據(jù)訪問特性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了距離向和方位向數(shù)據(jù)的二維高效訪問.兩個(gè)方向的訪問效率均能達(dá)到90%以上,極大的提高了SAR系統(tǒng)成像效率.
SAR成像處理數(shù)據(jù)量和運(yùn)算量巨大,例如,條帶模式下對50km×50km的場景進(jìn)行5m分辨率成像,需要處理的數(shù)據(jù)量高達(dá)2GB.要達(dá)到實(shí)時(shí)高精度成像,需要高速海量存儲作為CTM.目前,能夠達(dá)到此要求的存儲芯片有DDR SDRAM、DDR2 SDRAM和DDR3 SDRAM等幾種存儲芯片.這幾種存儲芯片的存儲原理和數(shù)據(jù)訪問特性類似,存儲空間都劃分為數(shù)個(gè)bank.本文以DDR3為例,利用其結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)訪問特性講述矩陣分塊三維映射法.
DDR3的存儲空間根據(jù)具體型號的不同,劃分為8 或16個(gè)bank,每個(gè)bank有8K、16K或32K行(Row),每行有1K或2K個(gè)存儲單元,也稱作列(Column),每個(gè)存儲單元可以存儲8bit或16bit數(shù)據(jù)[10].
DDR3的訪問效率受多個(gè)時(shí)間參數(shù)約束[10],讀效率和寫效率也略有差別,由于篇幅限制,本文僅對影響DDR3訪問效率的兩個(gè)主要因素刷新和跨行訪問進(jìn)行分析.DDR3工作時(shí),平均每隔tREFI時(shí)間都需要占用tRFC的時(shí)間對內(nèi)部存儲單元進(jìn)行刷新(Refresh),以保證DDR3內(nèi)的數(shù)據(jù)不會丟失,刷新期間無法對DDR3內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問.其中,tREFI為刷新時(shí)間間隔,典型值為7800ns; tRFC為刷新時(shí)間,典型值為110ns.另外,對DDR3內(nèi)某bank中一行的數(shù)據(jù)訪問,需要先對該行進(jìn)行激活操作(Active),tRCD時(shí)間后才能對該行進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問;對當(dāng)前活動行的數(shù)據(jù)訪問完成后,需要時(shí)間tRP對該行進(jìn)行預(yù)充電操作(Precharge)以關(guān)閉當(dāng)前活動行.其中,tRCD為激活操作與內(nèi)部數(shù)據(jù)訪問之間的時(shí)間間隔,最小值為13ns; tRP為預(yù)充電操作的執(zhí)行時(shí)間,最小值為13ns.因此,DDR3的數(shù)據(jù)訪問效率η是數(shù)據(jù)訪問的有效時(shí)間tDATA占訪問該數(shù)據(jù)所耗費(fèi)的所有時(shí)間的比值,即:
對DDR3進(jìn)行連續(xù)順序訪問時(shí),在用戶時(shí)鐘頻率為200MHz的情況下,每連續(xù)訪問一行1024點(diǎn)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)訪問有效時(shí)間為256個(gè)時(shí)鐘周期,即tDATA= 1280ns,理論效率最高可達(dá)η1= 96.6%.而對DDR3進(jìn)行頻繁跨行訪問時(shí),特別是當(dāng)每行只進(jìn)行一次讀操作時(shí),每行訪問8點(diǎn)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)訪問有效時(shí)間為2個(gè)時(shí)鐘周期,即tDATA=10ns,此時(shí)的訪問效率降低為η2=27.4%.
由此可見,對于DDR3連續(xù)地址空間的數(shù)據(jù)訪問即逐行順序訪問時(shí),數(shù)據(jù)訪問效率很高,但是對于頻繁跨行訪問的情況下,數(shù)據(jù)訪問效率則降低數(shù)倍,嚴(yán)重影響CTM的矩陣轉(zhuǎn)置效率.
帶有bank劃分的存儲介質(zhì)還存在一種數(shù)據(jù)訪問特性,在滿足一定時(shí)序條件下,在對當(dāng)前bank中某一行進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問的同時(shí)可以對另一bank中的某一行執(zhí)行激活或者預(yù)充電操作[10].當(dāng)對某一bank中的一行進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時(shí)便激活將要訪問的處于不同bank的一行,該行訪問完畢后,對該行執(zhí)行預(yù)充電操作的同時(shí)便可以對另一bank中已經(jīng)激活的行進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問.此種每訪問一行都要跨bank的數(shù)據(jù)訪問方式能夠屏蔽掉激活和預(yù)充電操作帶來的效率損失,因此,比在同一bank內(nèi)連續(xù)跨行的數(shù)據(jù)訪問方式效率高[11],能夠使對DDR3的數(shù)據(jù)訪問最高效率達(dá)到:
本文將這種每次換行都要跨bank的數(shù)據(jù)訪問方式稱為跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式,當(dāng)數(shù)據(jù)訪問需要頻繁跨行時(shí),這種跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式的效率優(yōu)勢會非常明顯.
矩陣分塊三維映射法結(jié)合了矩陣分塊和跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式的優(yōu)勢.首先,將SAR成像要處理的二維數(shù)據(jù)矩陣分成大小相等的子矩陣,每個(gè)子矩陣的數(shù)據(jù)正好能夠映射至CTM中的一行.然后,將每個(gè)子矩陣按照跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式映射至CTM的每一行.這樣便實(shí)現(xiàn)了將SAR成像所處理的二維數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的數(shù)據(jù)由其邏輯地址至物理地址的映射.其中,邏輯地址為該點(diǎn)數(shù)據(jù)在二維數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的行列位置,物理地址為該數(shù)據(jù)點(diǎn)在CTM三維存儲空間內(nèi)的存儲地址.
3.1矩陣分塊
設(shè)SAR成像所處理的二維數(shù)據(jù)矩陣為A(x,y),0≤x≤NA-1,0≤y≤NR- 1 .其中,NR為距離向采樣點(diǎn)數(shù),NA為方位向采樣點(diǎn)數(shù).SAR成像處理過程中需要進(jìn)行FFT運(yùn)算,因此NR和NA一般為2的整數(shù)次冪.
DDR3為一個(gè)三維存儲空間,記為B(i,j,k).其中,i為行地址,j為列地址,k為bank地址.Cn為DDR3的列數(shù),Bn為bank數(shù),而行數(shù)可以根據(jù)二維數(shù)據(jù)矩陣A(x,y)的大小通過外加存儲器的方法進(jìn)行擴(kuò)展.則,0≤i≤NANR/(CnBn)-1,0≤j≤Cn-1,0≤k≤Bn-1.
為了均衡DDR3內(nèi)距離向和方位向的數(shù)據(jù)訪問效率,需要把矩陣A(x,y)劃分為多個(gè)子矩陣,然后將子矩陣映射至DDR3的一行.這樣在DDR3的一行中既有在同一距離向上的相鄰數(shù)據(jù),又有在同一方位向上的相鄰數(shù)據(jù).
劃分后的子矩陣大小為NaNr.其中,Na為子矩陣的方位向點(diǎn)數(shù),Nr為子矩陣的距離向點(diǎn)數(shù),且NaNr= Cn.完整訪問完該行的數(shù)據(jù)需要跨行的次數(shù)RCN(Row Crossing Number)為:
當(dāng)Cn=1K時(shí),RCN的值與Na的關(guān)系曲線如圖1所示.
由圖1可以看出,當(dāng)Na= Nr= 32時(shí),RCN取最小值64,這樣距離向和方位向的數(shù)據(jù)訪問效率最為均衡.當(dāng)Cn=2K時(shí),則Na=32,Nr=64或者Na=64,Nr=32,RCN取最小值96.
如式(4)所示,將原始數(shù)據(jù)矩陣A(x,y)分成M×N個(gè)大小相等的子矩陣,每個(gè)子矩陣用Am,n表示.其中,0≤m≤M - 1,0≤n≤N - 1.M為方位向上子塊的個(gè)數(shù),M = NA/Na; N為距離向上子塊的個(gè)數(shù)[8,11],N = NR/Nr.
子矩陣Am,n內(nèi)數(shù)據(jù)與DDR3存儲空間的一行的映射關(guān)系如圖2所示.
3.2跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式
矩陣分塊后,通常的做法是將二維數(shù)據(jù)矩陣的子矩陣沿距離向從DDR3存儲空間的bank 0的第0行開始逐行映射,直到bank 0的最后一行映射完畢后再從bank 1的第0行開始逐行映射,一直到最后一個(gè)子矩陣映射完畢[8,9].這種逐行映射的方式是先將當(dāng)前的bank映射完畢后再將其后的子矩陣映射至下一bank,每個(gè)子矩陣映射至DDR3存儲空間后所處的bank分布如圖3所示.
圖3中的每個(gè)小方塊為一個(gè)子矩陣,方塊內(nèi)的數(shù)字代表該子矩陣映射至DDR3存儲空間后所處于的bank號.可以看出,距離向上每個(gè)相鄰的子矩陣在DDR3存儲空間內(nèi)處于同一bank不同行,這樣在對距離向數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問時(shí),每次訪問32點(diǎn)數(shù)據(jù)都要跨行一次,占用激活時(shí)間tRCD和預(yù)充電時(shí)間tRP.用戶時(shí)鐘頻率為200MHz的情況下單純的數(shù)據(jù)訪問時(shí)間tDATA= 40ns,此時(shí)的數(shù)據(jù)最高訪問效率為η3= 59.7%.同樣,方位向數(shù)據(jù)訪問的最高效率也近似等于η3.因此,簡單的依靠矩陣分塊僅能使距離向和方位向的數(shù)據(jù)訪問效率有所均衡,不能避免由于頻繁的跨行帶來的訪問效率損失.
本文的矩陣分塊三維映射法采用跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式來解決上述問題,通過使距離向和方位向數(shù)據(jù)的跨行訪問都以跨bank優(yōu)先的方式進(jìn)行,有效的避免了由于頻繁的跨行訪問所導(dǎo)致的效率降低.
為了保證對DDR3內(nèi)距離向數(shù)據(jù)和方位向數(shù)據(jù)的訪問都以跨bank優(yōu)先的方式進(jìn)行,同時(shí)需要使沿距離向分布的相鄰子矩陣和沿方位向分布的相鄰子矩陣映射至DDR3存儲空間的不同bank內(nèi),形成如圖4所示的子矩陣bank分布.
為了達(dá)到上述效果,本文的矩陣分塊三維映射法做了如下設(shè)計(jì):
首先,將第0行距離向上N個(gè)子矩陣A0,0~A0,N -1以跨bank優(yōu)先的方式逐一映射至bank 0~bank Bn- 1的第0行,然后是bank 0~bank Bn- 1的第1行,按照此方式依次映射,直至子矩陣A0,N -1映射至bank Bn- 1的第N/Bn-1行.
然后,對于第1行距離向子矩陣A1,0~A1,N -1,則從bank 1的第N/Bn行開始映射,映射至bank Bn-1的第N/ Bn行后再返回bank 0的第N/Bn行,然后是bank 1的第N/ Bn+1行,如此繼續(xù)下去直至A1,N -1映射至bank 0的第2N/ Bn-1行.這樣,映射起始于bank 1,結(jié)束于bank 0.
按照如上規(guī)律,對于第m行子矩陣Am,0~Am,N -1(0 ≤m≤M -1),映射起始于bank p的第mN/Bn行,結(jié)束于bank q的第(m + 1)N/Bn- 1行.其中p = mod(m,Bn),0≤p≤Bn- 1,q = mod(m + Bn- 1,Bn),0≤q≤Bn-1(mod(x,y)為對x/y取余).如此映射下去將會得到如圖4所示的子矩陣所映射bank分布圖.
圖5為當(dāng)Bn=8時(shí),每個(gè)子矩陣在DDR3三維存儲空間內(nèi)的位置分布.
按照矩陣分塊三維映射法將二維數(shù)據(jù)矩陣映射至DDR3三維存儲空間后,無論是在距離向上還是在方位向上,二維數(shù)據(jù)矩陣中的每個(gè)相鄰的子矩陣都分布在DDR3不同的bank中.這樣,在對DDR3進(jìn)行距離向或方位向數(shù)據(jù)訪問時(shí),都可以充分利用跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式的優(yōu)勢,從而使距離向和方位向數(shù)據(jù)訪問的效率同時(shí)達(dá)到最優(yōu).
3.3地址映射
利用矩陣分塊三維映射法實(shí)現(xiàn)SAR成像矩陣轉(zhuǎn)置存儲時(shí),處理器芯片所執(zhí)行的程序需要依照該矩陣轉(zhuǎn)置存儲方法的地址映射規(guī)律將二維數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)數(shù)據(jù)的邏輯地址映射至DDR3存儲空間的物理地址.對存儲在DDR3內(nèi)的二維數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行距離向或方位向數(shù)據(jù)的讀寫則按照該地址映射規(guī)律執(zhí)行.
二維數(shù)據(jù)矩陣A(x,y)內(nèi)任意一點(diǎn)的數(shù)據(jù)的邏輯地址為(x,y),其中,0≤x≤NA-1,0≤y≤NR-1,則:
DDR3存儲空間B(i,j,k)內(nèi)的存儲單元對應(yīng)的物理地址為(i,j,k).本文在矩陣分塊三維映射法中,實(shí)現(xiàn)了SAR成像處理過程中的數(shù)據(jù)由其邏輯地址(x,y)至物理地址(i,j,k)的映射.按照矩陣分塊三維映射法,(x,y)與(i,j,k)之間有如下映射關(guān)系:
此映射關(guān)系將對二維數(shù)據(jù)矩陣中邏輯地址(x,y)的數(shù)據(jù)訪問轉(zhuǎn)化成了對DDR3三維存儲空間中物理地址(i,j,k)的訪問.SAR成像矩陣轉(zhuǎn)置的數(shù)據(jù)訪問的物理地址跳變規(guī)律較為復(fù)雜,而邏輯地址跳變特別簡單.進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)此映射關(guān)系設(shè)計(jì)一個(gè)地址變換器,物理地址則由邏輯地址通過地址變換得到.
本文采用Xilinx公司的KC705開發(fā)板作為測試平臺,ISE14.3作為軟件開發(fā)環(huán)境.通過KC705開發(fā)板上的XC7K325T完成對片外存儲空間DDR3 SODIMM的訪問,并對矩陣分塊三維映射法及其它矩陣轉(zhuǎn)置方法進(jìn)行效率了測試.
本文對矩陣分塊三維映射法的數(shù)據(jù)訪問效率進(jìn)行了測試,測試方法為將一個(gè)SAR成像所要處理的8192 ×8192點(diǎn)二維數(shù)據(jù)矩陣按照矩陣分塊三維映射法的地址映射規(guī)律分別沿距離向(方位向)寫至KC705開發(fā)板上的片外DDR3 SODIMM,然后以距離向(方位向)的方式讀回?cái)?shù)據(jù)并校驗(yàn)其正確性,同時(shí),以計(jì)數(shù)器的方式計(jì)算出所訪問數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)Data-count和數(shù)據(jù)訪問時(shí)間Time-count.
數(shù)據(jù)訪問效率的公式如下:
由式(7)可以看出,數(shù)據(jù)訪問效率等于所訪問數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)與傳輸數(shù)據(jù)所用的時(shí)間的比值.以同樣的方法分別對行進(jìn)列出法和矩陣分塊三維映射法進(jìn)行了效率測試,并與本文中的矩陣分塊三維映射法進(jìn)行對比.各種矩陣轉(zhuǎn)置方法效率測試結(jié)果如下:
表1 矩陣轉(zhuǎn)置方法效率測試
由表1中的測試結(jié)果可以看出,行進(jìn)列出法或者列進(jìn)行出法在一個(gè)方向上的數(shù)據(jù)訪問效率很高,而在另一個(gè)方向上數(shù)據(jù)訪問效率很低.矩陣分塊線性映射法兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)訪問效率相對均衡,但是都無法達(dá)到順序訪問的效率.矩陣分塊三維映射法相對于其他的矩陣轉(zhuǎn)置方法有很大的效率優(yōu)勢,距離向和方位向的讀寫效率都能夠達(dá)到90%以上,接近于順序訪問的效率.
本文中的矩陣分塊三維映射法是一種原位存儲方法,結(jié)合矩陣分塊的思想,充分利用了DDR3的數(shù)據(jù)訪問特性,將二維數(shù)據(jù)矩陣劃分為多個(gè)子矩陣并按地址映射規(guī)律映射至DDR3存儲器的每一行中.按照該方法,二維數(shù)據(jù)矩陣的距離向和方位向的數(shù)據(jù)都能夠以跨bank優(yōu)先數(shù)據(jù)訪問方式被訪問,從而使兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)訪問效率均能接近順序訪問的效率.實(shí)踐表明,該方法適用于采用DDR、DDR2、DDR3等帶有bank劃分的存儲介質(zhì)作為CTM的SAR成像系統(tǒng),極大的提高了SAR成像處理中的矩陣轉(zhuǎn)置效率.
參考文獻(xiàn)
[1]皮亦鳴,楊建宇,付毓生,等.合成孔徑雷達(dá)成像原理[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,2007.Pi Yi-ming,Yang Jian-yu,F(xiàn)u Yu-sheng,et al.Synthetic Aperture Radar Imaging Principle[M].Chengdu: University of Electronic Science and Technology Press,2007.(in Chinese)
[2]熊君君,王貞松,姚建平,等.星載SAR實(shí)時(shí)成像處理器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J].電子學(xué)報(bào),2005,33(6): 1070 -1072.Xiong Jun-jun,Wang Zhen-song,Yao Jian-ping,et al.The FPGA design of on board SAR real time imaging processor[J].Acta Electronica Sinica,2005,33(6): 1070 -1072.(in Chinese)
[3]Onoe Morio,Kubota Ichiro,Masubuchi Yoshio.Fast processing of synthetic aperture radar without data transposition[A].Proceedings of the 13th Int’l Symposium on Space Technology and Science[C].Tokyo: AGNE Publ Co,1982.1305 -1310.
[4]盧世祥,韓松,王巖飛.合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像轉(zhuǎn)置存儲器的兩頁式結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)[J].電子與信息學(xué)報(bào),2005,27(8): 1226 -1228.Lu Shi-xiang,Han Song,Wang Yan-fei.The structure and implementation of the two-frame corner turn memory(CTM)in real time imaging of SAR[J].Journal of Electronics and Information Technology,2005,27(8): 1226 -1228.(in Chinese)
[5]謝應(yīng)科,張濤,韓承德.實(shí)時(shí)SAR成像系統(tǒng)中矩陣轉(zhuǎn)置的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2003,40(1): 6 -11.Xie Ying-ke,Zhang Tao,Han Cheng-de.Design and implementation of matrix transposition unit for real time SAR image systems[J].Journal of Computer Research and Development,2003,40(1): 6-11.(in Chinese)
[6]李早社,禹衛(wèi)東,汪亮,等.基于SDRAM的星載SAR星上實(shí)時(shí)成像轉(zhuǎn)置存儲器[J].信號處理,2007,23(3): 433 -436.Li Zao-she,Yu Wei-dong,Wang Liang,et al.Corner turning memory based on SDRAM for spaceborne SAR onboard real-time imaging[J].Signal Processing,2007,23(3): 433 -436.(in Chinese)
[7]Ren G,Han J,Han C.CTM on multiprocessor: solution for bottleneck of SAR[A].Proceedings of the 5th International Conference on Signal Processing[C].Beijing: IEEE,2000.1915 -1920.
[8]邊明明,畢福昆,汪精華.實(shí)時(shí)SAR成像系統(tǒng)矩陣轉(zhuǎn)置方法研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2011,47(22): 117 -119.Bian Ming-ming,Bi Fu-kun,Wang Jing-hua.Research and implementation of matrix transpose for real-time SAR imaging system[J].Computer Engineering and Applications,2011,47(22): 117 -119.(in Chinese)
[9]鮑勝榮,周海斌.SAR實(shí)時(shí)成像高效矩陣轉(zhuǎn)置研究和實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代雷達(dá),2013,35(3): 24 -27.Bao Sheng-rong,Zhou Hai-bin.Study and implementation of high efficient matrix transpose for SAR real-time imaging system[J].Modern Radar,2013,35(3): 24 - 27.(in Chinese)
[10]Micron Technology Inc.1Gb-DDR3-SDRAM.pdf[DB/ OL].http: / /www.micron.com,2009.
[11]Xiaoning Liu,He Chen,Yizhuang Xie.Research and implementation of CTM for real-time SAR imaging processing[A].Proceedings of the IET International Radar Conference 2013[C].Xi’an: IET,2013.0228.
劉小寧男.1987年11月出生,山東德州人.現(xiàn)為北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院博士研究生.主要研究方向?yàn)樾巧蟂AR實(shí)時(shí)成像處理.E-mail: liuxiaoning@ bit.edu.cn
謝宜壯(通信作者)男.1980年1月出生,吉林長春人.2009年在北京理工大學(xué)獲得工學(xué)博士學(xué)位,2011年北京大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士后流動站出站.現(xiàn)為北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院講師.主要研究方向?yàn)樾巧蠈?shí)時(shí)信息處理技術(shù)與系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì).
E-mail: xyz551-bit@ bit.edu.cn
A SAR Data Matrix Transpose Method of Efficiency Balanced Two Dimensional Access
LIU Xiao-ning,XIE Yi-zhuang,ZHAO Bo-ya,CHEN He,YANG Chen
(School of Information and Electronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)
Abstract:A sub-matrix three-dimensional mapping method was proposed to improve the matrix transpose efficiency for SAR imaging processing.This method,which is based on storage medium consisting of several banks and uses its data access features,maps two-dimensional data matrix to three-dimensional space of storage medium.The mapping is implemented through sub-matrix and cross bank first data access,and it can give full play to data access efficiency of storage medium.The experimental results show that this method enables the data access efficiency of both dimensional to be closed to sequential access efficiency.It greatly improved the matrix transpose efficiency for SAR imaging processing.
Key words:SAR imaging; matrix transpose; cross row access; three-dimensional mapping
作者簡介
收稿日期:2014-06-07;修回日期: 2014-08-26;責(zé)任編輯:李勇鋒
DOI:電子學(xué)報(bào)URL:http: / /www.ejournal.org.cn10.3969/j.issn.0372-2112.2016.01.006
中圖分類號:TN952
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:0372-2112(2016)01-0033-06