1 前言

　　由于目前發(fā)展現(xiàn)代化的坦克火控系統(tǒng)已成為充分發(fā)揮坦克火力，提高戰(zhàn)場生存能力的最有效途徑之一。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，VxWorks操作系統(tǒng)以其良好的有效性、可裁減性、互操作性、可靠性和卓越的實時性等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用在高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中。因此基于 VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)的目標(biāo)自動跟蹤技術(shù)的研究已經(jīng)成為提高坦克火控系統(tǒng)性能研究的主要方向。本文以研制坦克目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)信息處理平臺為背景，設(shè)計了基于 VxWorks的目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)的 PCI總線接口板，實現(xiàn)了坦克火控計算機(jī)與坦克火控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。其中以橋接芯片 PCI9054為核心的設(shè)計尤為重要。使目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)具備了能夠捕獲和跟蹤較復(fù)雜背景下的無偽裝的坦克和裝甲車的能力，以及在跟蹤狀態(tài)下出現(xiàn)目標(biāo)被遮擋時，系統(tǒng)進(jìn)入記憶跟蹤狀態(tài)的能力。

2 目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計

在基于 VxWorks嵌入式系統(tǒng)下，根據(jù)坦克目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)的總體技術(shù)要求，需要完成 I/O板硬件結(jié)構(gòu)電路的設(shè)計；PCI9054的配置；接口驅(qū)動程序的編寫以及系統(tǒng)主程序的設(shè)計，實現(xiàn)目標(biāo)自動跟蹤計算機(jī)與坦克火控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。

下面就坦克目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計進(jìn)行論述。坦克目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)包括通用視頻跟蹤器的所有功能，系統(tǒng)硬件由跟蹤器主機(jī)、瞄準(zhǔn)線功率驅(qū)動模塊、視場圖像及相關(guān)信息顯示器、前端圖像采集系統(tǒng)和連接電纜等幾部分組成。跟蹤器主機(jī)由主機(jī)板、 DSP板、圖像圖形板、I/O板、電源板和機(jī)箱、無源底板、插接件組成，主要完成圖像采集、處理并輸出控制；瞄準(zhǔn)線驅(qū)動控制模塊主要對跟蹤器主機(jī)輸出的控制信號進(jìn)行功率放大來驅(qū)動瞄準(zhǔn)線；顯示器用于顯示視野圖像及相關(guān)信息；前端圖像采集系統(tǒng)主要指火控系統(tǒng)光學(xué)改造部件及圖像采集器 CCD；連接電纜用于實現(xiàn)目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)各部件的信號連接。坦克目標(biāo)自動跟蹤系統(tǒng)組成如圖1：

從圖 1中可知，系統(tǒng)通信與控制模塊（亦稱 I/O板）是通用型的目標(biāo)自動跟蹤器與火控系統(tǒng)相連接的橋梁，在目標(biāo)自動跟蹤火控系統(tǒng)中具有極其重要的作用。它要求實時處理 DSP板傳送的目標(biāo)現(xiàn)在點和瞄準(zhǔn)線中心的偏差量，最終轉(zhuǎn)化為對瞄準(zhǔn)線的控制量。將瞄準(zhǔn)線控制量傳送給瞄準(zhǔn)線驅(qū)動控制模塊，實現(xiàn)高精度控制瞄準(zhǔn)線，使之始終對準(zhǔn)目標(biāo)。

3 在 VxWorks下的驅(qū)動程序設(shè)計 　　

3.1設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計與實現(xiàn) 　　

應(yīng)用程序必須通過驅(qū)動程序才能與硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而驅(qū)動程序的編寫與操作系統(tǒng)密切相關(guān)。在 VxWorks操作系統(tǒng)中， BSP板級支持包向 VxWorks提供與硬件環(huán)境的接口，負(fù)責(zé)完成加電時的硬件初始化、為 VxWorks訪問硬件驅(qū)動程序提供支持、將 VxWorks中與硬件有關(guān)以及與硬件無關(guān)的軟件進(jìn)行集成。因此在 VxWorks下編寫驅(qū)動程序時首先要對 BSP進(jìn)行修改配置。根據(jù)本系統(tǒng)的實際情況需要修改 config.h頭文件： 　　

#define DEFAULT_BOOT_LINE fei(0,0)host: VxWorks h=172.16.21.100 e=172.16.21.253 u=chb pw=123456在 VxWorks中，設(shè)備驅(qū)動程序有查詢方式和中斷方式二種。無論采用哪一種方式，設(shè)備驅(qū)動程序的基本流程都是相同的，如圖 2：

　　從圖 2中可以看出，編寫設(shè)備驅(qū)動程序的第一步是獲取硬件接口參數(shù)，包括內(nèi)存映射地 址、I/O端口和系統(tǒng)中斷控制器的輸入(IRQ)。獲取這些參數(shù)的方法由硬件的接口方式?jīng)Q定。例如，PCI總線作為一種即插即用的總線結(jié)構(gòu)，在 BIOS和操作系統(tǒng)的支持下，能夠自動為設(shè)備分配合適的硬件接口參數(shù)。其部分程序代碼如下： 　　

1) 定義常量和全局變量 #define PCI9054_DEVICE_ID 0x9054 #define PCI9054_VENDOR_ID 0x10B5 #define PCI9054_MEMSIZE 0x00001000 #define PCI9054_INIT_STATE_MASK (VM_STATE_MASK_VALID | VM_STATE_MASK_WRITABLE | VM_STATE_MASK_CACHEABLE) #define PCI9054_INIT_STATE (VM_STATE_ VALID | VM_STATE_ WRITABLE | VM_STATE_ CACHEABLE_NOT) Typedef struct pci9054Info { UNIT pciBus,pciDevice,pciFunc; Char irq; }PCI9054_INFO; LOCAL PCI9054_INFO pci9054InfoTable={-1,-1,-1,-1};