王静娇，周建江，何航峰，黄慧，杨成

（南京航空航天大学 电子信息工程学院，南京 210016）

引 言

成像声纳具有作用距离远、图像直观显示观测区域状况和识别目标[1]等特点，提高分辨率是提高水下声纳成像质量的关键，而高分辨率也带来了数据传输量大、传输速率要求高的问题。

传统声纳数据传输模块通常采用百兆网卡，实现百兆以太网传输[2－4]，面对日益趋大的数据量，该方法已经无法满足需求。为了适应更高的成像分辨率，满足大数据量的高速传输，本文基于Xilinx公司的SOPC架构，片上集成了千兆以太网控制器，无须外加专用的以太网控制芯片；移植VxWorks操作系统，采用TCP／IP协议与显示控制端通信。设计的数据传输系统，经测试得到了247Mbps的数据传输速率。

1 成像声纳数据传输系统总体设计

本文成像声纳指标：量程4～100m，波束数512，量程分辨率5cm，最高帧率15Hz，通信接口为以太网接口。

成像声纳中整个工作流程如图1所示，本文主要研究数据传输模块。数据传输的目的是实现从水下设备把大量的声纳成像数据通过以太网发送到干端计算机进行成像显示。当探测量程为100m时，帧率为7.5Hz，数据输入速率为7.68MB／s，所以要求网络传输速度能达到61.44Mbps。为了保证网络速度尽可能高，确保每帧接收到的图像都能传送出去，本文以2倍网速120Mbps为开发目标。

图1 成像声纳数据流向图

系统中的FPGA选用Xilinx公司Virtex－5系列XC5VFX70T，该FPGA内嵌PowerPC440处理器，最高主频可达550MHz。系统数据传输模块的总体方案如图2所示，以Virtex－5FPGA为核心，基于SOPC架构，以PLB为总线，在PowerPC440处理器上移植VxWorks操作系统。……