其中的S2狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)的陣面第（m，n）個(gè)組件的移相值運(yùn)算如下：

式中：m為行坐標(biāo)值；n為列坐標(biāo)值。當(dāng)雷達(dá)工作在SAR方式和GMTI的發(fā)射方式時(shí)m=-2a，-2a+1，…，-1，0，1，…，2a- 2，2a-1；n=-b／2，-b／2+1，…，-1，0，1，…，b／2-2，b／2-1。對(duì)GMTI的接收方式，m=-a／2，-a／2+1，…，-1，O，1，…，a／2-2，a／2-1；n=-b／2，-b／2+1，…，-1，O，1，…b／2-2，b／2-1。 ψ0m，n（λ）為初始相位值；α，β為雷達(dá)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)波束指向角而發(fā)送的方位遞增量和俯仰遞增量；φ（m，n，t）為相位誤差修正量；△ψ為單位相移量，用于隨機(jī)饋相。等式右端的ψ0m，n，ψ，△ψ預(yù)存在片外的FLASH中，F(xiàn)PGA通過(guò)對(duì)FLASH的讀操作將對(duì)應(yīng)地址空間的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)寄存器，在狀態(tài)機(jī)的控制下參與移相值的計(jì)算。

在FPGA中，此算式的實(shí)現(xiàn)采用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程，控制變量做加法循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)該算法。對(duì)隨機(jī)饋相的運(yùn)算，是將按單元排列方式所對(duì)應(yīng)的、預(yù)先存在FLASH中的一組隨機(jī)數(shù)δi.j（其存儲(chǔ)位數(shù)不小于4位），和波束控制系統(tǒng)計(jì)算的移相器量化相移值結(jié)尾相位△i.j做比較，如果△i.j大于δi.j，則移相器量化相移值加單位相移量△ψ后送給移相器，否則直接將移相器量化相移值送給移相器。

3．2 運(yùn)算板調(diào)試的控制程序設(shè)計(jì)

運(yùn)算板的初期調(diào)試和驗(yàn)證對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要，此階段直接決定了產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的可行性和進(jìn)度。在此選用ViSUalBasic 6．0開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)程序，基于Windows的VB提供了一個(gè)MSCOMM 32．OCX串行通信控件，用串口電平轉(zhuǎn)換器接上兩對(duì)差分信號(hào)線，就可以實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算板FPGA異步串行口的通信。所設(shè)計(jì)的控制程序可以模擬產(chǎn)生雷達(dá)控制臺(tái)的控制指令和定時(shí)器的定時(shí)信號(hào)、實(shí)現(xiàn)對(duì)SRAM和FLASH信息的寫入和讀出，完成對(duì)FPGA運(yùn)算結(jié)果的回送數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

根據(jù)需要，所設(shè)計(jì)的程序分為八個(gè)模塊，分別為串口通信控制、雷達(dá)控制指令產(chǎn)生、定時(shí)信息產(chǎn)生、對(duì)FLASH的各種操作控制、補(bǔ)償數(shù)據(jù)文件的寫入／讀出操作、理論運(yùn)算結(jié)果顯示、FPGA運(yùn)算結(jié)果回送顯示、自檢方式所需要的控制等。

3．3 驅(qū)動(dòng)板的程序設(shè)計(jì)

該驅(qū)動(dòng)板程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)和特點(diǎn)在于單片機(jī)和EPLD的程序既能夠聯(lián)機(jī)工作，又能夠獨(dú)立地控制組件，實(shí)現(xiàn)組件的單機(jī)調(diào)試功能，即裝機(jī)和測(cè)試用同一個(gè)程序。

驅(qū)動(dòng)板的單片機(jī)串口接收來(lái)外來(lái)的控制指令，判斷波束控制系統(tǒng)是處在哪種工作狀態(tài)。如果是聯(lián)機(jī)工作，則SCU接收聯(lián)機(jī)自檢指令，讀入組件地址、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、發(fā)射和接收移相碼、衰減控制碼，并將這些控制碼存在指定的寄存器內(nèi)，等待通道狀態(tài)讀取指令到達(dá)后，將它們回送到運(yùn)算板，在所設(shè)計(jì)的控制界面內(nèi)可以顯示，從而得知波束控制系統(tǒng)整個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行工作情況。如果是模擬子系統(tǒng)控制指令，打開(kāi)與EPLD之間的通信控制開(kāi)關(guān)，將來(lái)自串口的控制指令，經(jīng)處理發(fā)給 EPLD。

EPLD也要判斷收到的指令來(lái)自單片機(jī)還是雷達(dá)系統(tǒng)，如果是單片機(jī)，則接收來(lái)自調(diào)試計(jì)算機(jī)的指令；否則，直接接收來(lái)自雷達(dá)系統(tǒng)的控制指令。單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)主要分為四部分：程序初始化、串口接收中斷服務(wù)子程序、串口發(fā)送中斷子程序和串口回送數(shù)據(jù)子程序。后兩者子程序設(shè)計(jì)流程示意如圖5所示。其中，指令字包含的信息分別為開(kāi)關(guān)狀態(tài)碼、陣面回?cái)?shù)信息、陣面回?cái)?shù)狀態(tài)、陣面自檢信息、移相值和衰減值。

這里仍然選用VB編寫調(diào)試控制程序，用來(lái)模擬產(chǎn)生來(lái)自運(yùn)算板的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)板的調(diào)試控制。編寫的調(diào)試控制程序分為五個(gè)模塊：控制方式選擇、移相角度選擇、衰減值選擇、定時(shí)信息選擇、控制碼發(fā)送和發(fā)送數(shù)據(jù)校對(duì)信息顯示。

4 結(jié)論

該FPGA程序設(shè)計(jì)既可滿足天線對(duì)波束控制0．5 ms內(nèi)完成運(yùn)算和傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間要求，又滿足波束控制分系統(tǒng)在線自檢；根據(jù)工作頻率，進(jìn)行初相位在線補(bǔ)償；天線相位碼隨機(jī)饋相的功能需求。其調(diào)試控制程序，不僅滿足單板調(diào)試、補(bǔ)償文件寫入或者讀出操作的需要，還用于雷達(dá)天線暗室測(cè)試的控制。同樣，單片機(jī)和EPLD的程序設(shè)計(jì)，滿足天線組件對(duì)波束控制系統(tǒng)裝機(jī)和測(cè)試用同一個(gè)程序的要求。調(diào)試過(guò)程中，兩者都有友好的控制界面可操作。