光纤水听器数据的网络传输及集群处理

【摘要】：光纤水听器的向大规模阵列的方向发展,对信号传输及处理提出了越来越高的要求,本文针对具体项目工程,对大规模阵列信号传输及处理进行了研究,提出了基于以太网和计算机集群技术的信号处理方案。 该方案分为水听器阵列信号的网络传输和计算机集群处理两个部分。 网络传输部分以TI公司TMS320C6000系列DSP和NDK网络开发程序套件为基础,实现了DSP和集群系统之间水声数据的百兆以太网接口,进而对该网络接口的传输性能进行了测试,并分析了水听器探头数目和网络带宽的关系,得出了计算给定规模水听器阵列所需最小网络带宽的方法。 在实现光纤水听器信号网络传输的基础上,本文提出了集群信号处理模型,该模型采用集群运算满足水听器的高性能运算要求,其软硬件结构特点决定了这种模型具有较好的可扩展性能及性价比。本论文中还搭建了由4台P4计算机组成的计算机集群系统,实现了每秒80亿次浮点运算能力,并对影响其运算速度的主要因素进行了分析。该集群系统实现了光纤水听器阵列信号的并行运算处理,同时具备了进一步扩展的能力,可以满足中等规模水听器阵列实时信号处理的要求。 针对大规模光纤水听器阵列的信号处理要求,本文进一步提出了基于多级集群的大规模信号处理方案,并对该方案的关键技术进行了探讨。