海洋实时电磁探测采集系统设计

摘要：

海洋电磁探测是水下目标非声探测的研究热点.针对水下目标电磁探测的实时计算和高速传输需求,提出一种基于SoC FPGA的海洋实时电磁探测采集系统(ROEM/SoC FPGA).系统主控采用内嵌ARM Cortex-A9处理器的SoC FPGA,包括HPS端和FPGA端.HPS端搭建基于嵌入式Linux操作系统的系统软件,实现多通道电磁数据的时频分析和实时传输,时频分析采用短时傅里叶变换方法,实时传输采用基于MQTT和TCP/IP的网络传输;FPGA端搭建数字逻辑实现多通道电磁数据同步采集;FPGA端与HPS端通过AXI总线互联.与传统的"低功耗MCU+FPGA"电磁探测采集系统相比,具有较强的数据实时计算和传输能力,测试结果表明,设计的ROEM/SoC FPGA系统能够有效完成多通道电磁数据的时频分析和网络传输,对采样率为125 Hz的10 min单通道电磁场数据的时频分析计算耗时约为2 634 ms,网络传输速率可达14.5 MB/s,可以满足水下目标电磁探测的应用需求.

关键词：海洋电磁探测、水下目标探测、SoC FPGA、Linux操作系统、时频分析、短时傅里叶变换、网络传输、实时计算

所属期刊栏目：46

分类号：TN03-34;P631.3(一般性问题)

资助基金：国家重点研发计划2019YFC1408101

在线出版日期：2023-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1-8