系统工程与电子技术

作者：邹佳运(), 师英杰, 吴永清, 郝程鹏*, 王东辉

单位：1. 中国科学院声学研究所水下航行器实验室，北京 100190；2. 中国科学院大学，北京 100049

关键词：水下无人航行器,主动声呐,多处理器片上系统,实时信号处理,硬件加速

基金：国家自然科学基金（62071460，62471463）资助课题

针对水下无人航行器（underwater unmanned vehicle，UUV）主动声呐系统对信号处理实时性、能效比及集成度的需求，采用模块化设计以及软硬件协同设计思想，提出一种基于异构多处理器片上系统（multi-processor system on chip，MPSoC）的主动声呐实时信号处理算法的加速方案。首先研究适合边缘端部署的声呐信号处理算法；然后设计基于MPSoC的加速计算结构，将数字下变频、逆/快速傅里叶变换、波束形成等具有高计算复杂性的处理步骤移植到可编程逻辑端，实现显著加速；最后将目标检测等复杂度较低的步骤部署在处理器系统端，实现更高的灵活性。仿真及湖上试验结果表明，提出的方案可在数据更新周期的41%时间内完成1帧回波数据的实时处理，并可在复杂水下环境下实时有效探测运动目标。该方案在水下UUV主动声呐探测领域具有广阔的应用前景。

来源：2025年第10期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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