具体实施方式

本公开的方面被认为适用于各种不同类型的设备、系统和方法，所述设备、系统和方法涉及被配置成处理例如接收到的FMCW雷达信号等信号(例如用于车辆冲突检测和自动驾驶辅助中)的电路。存储处理后的雷达信号的结果需要大量内存(通常为数兆字节的内存)。此内存可能会占用较大的集成电路(IC)区域，且因此与处理器和其它所需电路系统集成在同一IC上也可能会非常昂贵。此外，较大的内存可能会使泄漏功率较高，这使得需要昂贵的封装和散热片才能保持IC温度足够低。尽管当在此类接收到的FMCW雷达信号的上下文中使用本公开的方面时，本公开的方面已示出为有益的，并且尽管以下论述使用了此上下文作为例子来理解此些方面，但本公开不一定限于此。

因此，在以下描述中，阐述了各种具体细节以描述本文中呈现的具体例子。然而，对本领域的技术人员应显而易见的是，可以在没有下文给出的所有具体细节的情况下实践一个或多个其它例子和/或这些例子的变化形式。在其它情况下，未详细地描述众所周知的特征，以免混淆对本文中的例子的描述。为了便于说明，可以在不同图式中使用相同的附图标记以指代相同元件或相同元件的额外例子。同样，尽管在一些情形下可以在各个附图中描述方面和特征，但应了解，来自一个附图或实施例的特征可以与另一附图或实施例的特征组合，即使所述组合并未明确示出或明确描述为组合。

根据本公开的具体例子，实施例针对或涉及用以经由通信信道发射且接收雷达信号的雷达收发器。示例性雷达接收器数据处理电路系统可以用于区分接收到的信号的表示的子集。此区分可以用于选择与接收到的信号中的其它信号相比更多地指示具有给定距离的目标的信号。接着可以通过使用具有至少部分地基于相应表示的至少一个强度特性(例如，幅值、SNR、峰值等)而变化的尾数值的可变尾数浮点数来压缩接收到的信号的表示。使用可变尾数大小可能会有助于例如减小存储器存储分配大小、减小IC大小、降低功耗、降低IC管芯温度等。

在符合本公开的更具体例子中，雷达接收器数据处理电路可以包括快速傅里叶变换(FFT)电路系统，用以使用包括以下各项的一个或多个强度特性来压缩表示：幅值评估、信噪比评估或基于与接收到的信号相关联的至少一个峰值参数的评估。

在又另一具体例子中，雷达接收器可以具有存储器电路系统和FFT电路系统，用以压缩表示且将已压缩的表示存储在存储器电路系统中。在收集到足够的数据之后，可以使用已压缩的数据来辨别与至少一个目标相关联的速度信息。接着可以解压缩已压缩的表示，并且将所述已压缩的表示与距离多普勒图一起用来检测目标。

现转而参看图式，图1为示出了根据本公开的调频连续波(FMCW)雷达系统的例子的框图。发射器110产生待经由发射天线112发射的FMCW信号(例如，77GHz)。此信号还可以包含频率啁啾，并且每个啁啾通常由频率斜坡组成，所述频率斜坡为具有线性增大的频率的正弦信号。发射的信号相对于目标而反射，并且这些反射由雷达系统的RX天线114接收。可以在于RX框120中将接收到的信号与发射的信号混合之后获得低频率的差拍信号。可以通过模数转换器(ADC)130使此差拍信号数字化。接着可以通过FFT 140(或“距离FFT”)处理数字化的差拍信号。从此FFT处理产生的峰值可以对应于距雷达不同距离(间距)的目标。例如，对于N点FFT，可以产生N个输出值，并且每个值可以属于N个FFT库之一。每个距离FFT的输出可以存储在存储器150中。应注意，存储距离FFT(第一FFT)140的结果可能需要大量内存(例如，数兆字节的内存)。可以通过将预定数量的啁啾的距离FFT结果存储在存储器150中来创建阵列。此阵列中的每一行可以包含单个距离FFT的结果。在使此阵列转置之后，可以在阵列的每一行上计算第二FFT160(“速度FFT”)。这一处理的结果可以作为阵列存储在存储器150中。此所得阵列包含所谓的距离多普勒图。此距离多普勒图中的幅值中的峰值可以对应于具有如由检测框170辨别的特定距离和速度的目标。

图2示出了包括通过系统的数据流(虚线)的FMCW雷达系统的硬件架构的示例框图。标记为FE 220的RF前端发射啁啾且接收啁啾的反射，并且可以将接收到的信号下混为模拟差拍信号。可以使此差拍信号数字化且将其发送到数字信号处理器(DSP)230。此处理器可以对每个啁啾执行距离FFT函数且将所述啁啾的输出发送到压缩单元235。

(解)压缩单元235可以使用具有基于强度特性而变化的尾数值的可变尾数浮点数来将有损压缩应用于FFT表示。此数据接着可以将数据发送到大型L2存储器240。在接收到啁啾训练的所有已处理啁啾之后，可从L2存储器240获取数据。此L2存储器240的地址生成使得在读取矩阵中的列而将数据存储在行中时发生阵列转置。在读取到足够的用于一个速度FFT的数据之后，可以通过(解)压缩框235来解压缩所述数据并将其发送到DSP 250。

DSP 250接着可以执行速度FFT，之后获得距离多普勒图。DSP 250接着可以使用此距离多普勒图来执行对于对象的检测。将关于检测的列表发送到微处理器，所述微处理器将数据发送到输出接口255。应注意，在上文关于图2的论述中，DSP框230和250还可以实施于同一物理DSP中。类似地，存储器框225和245还可以实施于同一物理存储器中。

在另一例子中，此电路系统不使用如图2所示的共享总线，但数据流可以出现在更个性化/专用的总线线路组上。

图3为示出了应用于各种距离库的可变尾数大小的例子的框图。如上文所论述的，数据的压缩可以涉及应用不恒定的尾数大小。对于每个距离FFT库310-313中的值，尾数大小可以不同，并且所选尾数大小可以取决于存储在距离库310-313中的信号的幅值。可以在距离库中的幅值较大的情况下使用较大的尾数大小。较大的尾数大小会使得动态距离较大而不会引入额外的量化噪声，且因此不会掩藏较大的信号中的弱信号分量。因为较大的尾数大小只能用于包含较大的信号的距离库(对于少量库可能就是这种情况)，所以对于相同质量的最终结果，压缩比可以高于使用固定尾数大小的压缩方案的压缩比。应注意，尾数大小可以存储在压缩单元中的存储器中的表中。

FMCW雷达系统也可以在所谓的多模式操作中起作用。在此多模式操作期间，后续啁啾可以在频带和持续时间方面不同，这是因为它们属于不同的模式。另一选择是，在所谓的MIMO(多输入多输出)操作模式下，可以通过利用多个天线来照亮或扫描场景的不同部分。在多模式操作中，可以针对每个距离库计算属于一种特定模式的每个啁啾和合适的尾数大小。图3示出了一种特定模式的此类后续啁啾的示例性尾数大小，而对于另一种模式，尾数大小可以完全不同。主要的不同之处在于：在多模式操作中，啁啾训练的后续啁啾可以具有不同的尾数大小，这是因为它们属于不同的模式。在改进的多模式系统中，可以使用甚至多于两种模式。

根据本公开的其它例子针对使用优化，其中每组浮点数使用一个指数是有可能的。如果这些浮点数具有相关的幅值且因此是可比较的，则此优化不一定会引入额外的量化噪声或动态距离的损失。如果使用多个接收天线，则可能就是这种情况。图4为示出了关于用于两个接收天线的各种距离库中的共享指数和相同尾数大小的示例优化的框图。在此类例子中，多个天线(例如，两个、三个或若干天线)可以用于相关的FMCW电路系统和/或雷达收发器或与相关的FMCW电路系统和/或雷达收发器一起使用，以允许检测信号的到达角，且因此还允许检测目标的位置。幅值或分别接收到的信号是类似的，这是因为所有接收(RX)天线都看到相同的目标，且因此每个RX天线通过相同的雷达截面接收对象的信号。在此类优化例子中，使用类似于图1的系统，所述系统包括存储器电路系统和FFT电路系统，用以压缩表示且将已压缩的表示存储在存储器电路系统的距离库中。在图4所示的例子中，已压缩的数据表示可以具有至少一个可变尾数浮点数，所述可变尾数浮点数具有与指数值相关联的尾数值，所述指数值由不同啁啾或啁啾序列的多个距离库共享或对于所述多个距离库是公共的。

可以针对每个操作模式使用几个训练啁啾的接收到的数据来确定用于每个距离库的尾数大小(例如图2的225的本地存储器可以用于临时将与此类训练啁啾相关的数据存储作为训练程序的一部分)。训练啁啾可以用于辨别哪一或哪些距离可能存在目标，并且仅在这些距离(由如图1所论述的较大峰值指示)的情况下方案才会预测较大的尾数大小。例如，根据此接收到的数据，确定属于不同啁啾的每个距离库中的每个数据的差异。在确定尾数大小之后，可以压缩训练的接收到的数据以及后续啁啾。结合本公开，已意外地发现，通常会压缩产生相同的距离多普勒图像的属于同一所谓的啁啾训练的啁啾。在啁啾训练之后，通常假设目标可能已移动了太多，以至于应再次使用几个训练啁啾来确定尾数大小。来自训练啁啾的数据表示可以临时存储在存储器电路中(例如，经由微型存储器矩阵立方体存储在L2存储器240和/或本地存储器225中)，接着在由用以经由例如可变尾数浮点数压缩表示的数据处理电路使用之后被丢弃。在此类情况下，一个浮点数可以具有多个尾数和一个共享指数(例如，如果来自不同接收天线的多个Rx信号被压缩在一起，则可能会出现这种情况)。

在根据本公开的另一例子中并且还基于上文所论述的方面，来自后续啁啾的相同距离库的数据可以具有共享指数和相同的尾数大小。例如，在仅使用几个位对尾数(例如，1或2个位)进行编码的情况下，用于指数(5个位)的位数相对较大。如果指数已由来自不同的接收天线的数据共享，则情况仍然如此。在此例子中，对于尾数使用2*4*1＝8个位(2是因为位数复杂，4是因为假设了4个Rx天线，且每一尾数为1个位)，并且对于指数使用5个位，其仍为指数使用的位的5/13＝38％。为了减少指数的消耗，可使用对于两个后续啁啾的相同距离库的数据是公共的一个指数，如图5所示。这在不对量化噪声造成较大损失的情况下是可能的，因为在某些情况下，后续啁啾的相同距离库中的数据很可能具有类似的幅值。这可能是由于在(例如，FMCW)啁啾之间的短时间段之后，具有对象(在雷达的视场或视野中)的场景没有太大变化。此方法的相对处理成本在于：可以缓存两个啁啾而不是一个啁啾，之后可以压缩数据；以及解压缩会产生两个啁啾。在某些实施方案中，由于处理器附近存在有限量的本地存储器，因此可能存在关于可以将此方法推广到甚至更大数量的啁啾的限制。

作为例子，实施方案符合本公开，数据处理电路可以包括FFT电路系统，用以压缩表示，所述表示接着可以存储在存储器中。在收集到足够的数据之后，例如微控制器或专用计算机(例如，数字信号处理器)等数据处理电路系统可以从存储器读取已压缩的数据，随后解压缩所述已压缩的数据。接着可以使用解压缩的数据来辨别与一个或多个兴趣目标相关联的速度。另外，可以将已压缩的表示的已解压缩的表示与距离多普勒图一起使用，用以基于以下各项中的至少两项来检测兴趣目标：位置、速度和方向角。

同样符合本公开的其它例子包括使用用以压缩表示且将已压缩的表示存储在存储器电路系统中的存储器电路系统和快速傅里叶变换(FFT)，所述例子实施为单个集成电路芯片的一部分。在又另一示例实施方案中，设备被配置成从底噪辨别目标，所述设备可以涉及第一FFT电路系统且具有存储器电路系统，用于将在多个轴存储阵列中相关联的距离库的表示存储在存储器电路系统中。第二FFT电路可以涉及在存储器中使用另一多个轴存储阵列，用于基于对已压缩的表示解压缩而存储速度指示数据。

同样符合本公开的某些另外的例子针对上文的问题并且其中可以针对数据字的特定宽度(例如，64位)优化存储器和存储器控制器，如果读取或写入了小于64位则将会使用额外的时钟周期，由此减小存储器带宽(在某些情况下，此类存储器控制器可能甚至无法支持小于64位的字)。可以考虑这些例子使得仅读取和写入64位的字，即使存在压缩之后浮点数的大小并非64位的倍数的问题，也可以将存储器中的位在存储字中指定为未使用的。尽管这可能会明显降低压缩比，但解决此问题的(符合本公开的)方式包括：仅使用特定尾数大小；并且可替换的是，压缩多个后续啁啾的相同距离库的数据并且将已压缩的数据放入单个存储字中。在这方面，一个例子是仅使用3、5、7、11个位的尾数大小。对于7个位的尾数大小，由于这会使得7b*4Rx*2Cplx+5exp＝61个位(7个位、4个天线、2个复杂位和5个指数位)，因此仅3个位将在64位存储字中被指定为未使用的。然而，对于3个位的尾数的情况，这会使得3b*4Rx*2Cplx+5exp＝29个位，因此，35个位将在64位存储字中不利地未使用。然而，如果压缩2个后续距离门中的同一距离门的数据，则仅64-2*29＝6个位将保持未使用。一起压缩和存储2个距离门的不利方面在于：在解压缩之后获得2个距离门的数据，所述数据需要存储在处理器附近的存储器中。因此，可以一起压缩和存储在(多个)64位存储字中的距离门的数量将受到限制。

同样符合本公开，另一示例设备可以涉及使用借以发射雷达信号且作为响应接收信号的通信信道的雷达收发器。然后，数据处理包括将接收到的信号的表示的子集区分为所述接收到的信号中的所选信号，所述所选信号与所述接收到的信号中的其它信号相比更多地指示具有给定距离的至少一个目标。随后，可以通过使用具有至少部分地基于相应表示的至少一个强度特性而变化的尾数值的可变尾数浮点数来压缩所述表不。

在又另外的例子中，以上方面中的某些方面可以作为声纳系统和/或无线电望远镜接收器或收发器的组成部分而包括在内，其中经由通信信道发射信号且接收(反射)信号。在这些例子中，设备/系统的接收器部分可以包括区分接收到的信号的表示的子集的数据处理电路系统。此区分可以用于选择与所述接收到的信号中的其它信号相比更多地指示具有给定距离的一个或多个目标的信号。如上文所描述的，可以继续进行处理(包括压缩和解压缩)。更具体地说，在某些此类例子中，接着可以通过使用具有至少部分地基于相应表示的至少一个强度特性(例如，幅值、SNR、峰值等)而变化的尾数值的可变尾数浮点数来压缩所述接收到的信号的表示。

在本文中可以使用举例说明朝向的术语，例如描绘信号或处理流程(例如图1和2所示)的上/下或左/右箭头，来指代如附图所示的此类流程的相对位置，并且所述术语可以理解为与两个方向上的信号/处理流程相关联，即使可能会示出单向的方向(例如图2的框220)。应理解，术语仅用于方便标记，且在实际使用中，所公开的结构可以不同于在附图中示出的朝向来定向。因此，不应以限制性方式解释这些术语。

除非另有指示，否则本领域的技术人员将认识到如在说明书(包括权利要求书)中所使用的各种术语暗示本领域中的普通意义。举例来说，说明书描述了和/或示出了可用于借助于各种电路或电路系统实施所要求保护的公开内容的各方面，所述各种电路或电路系统可以示出为或使用例如框、模块、装置、系统、单元、控制器和/或其它电路类型描绘的术语(例如，图1和2的描绘如本文中所描述的框/模块的附图标记110-170和220-255)。此类电路或电路系统与其它元件一起使用以举例说明可如何以形式或结构、步骤、功能、操作、活动等实行某些实施例。例如，在上文所论述的实施例中的某些实施例中，一个或多个模块是被配置且布置成实施这些操作/活动的离散逻辑电路或可编程逻辑电路，如可以图1和2所示的方法实行的。在某些实施例中，此可编程电路为一个或多个计算机电路，包括用于存储和存取待作为指令集执行(和/或用作配置数据以限定可编程电路如何执行)的程序的存储器电路系统，并且可编程电路使用如上文所描述的算法或过程来执行相关是步骤、功能、操作、活动等。取决于应用，指令(和/或配置数据)可以被配置成在逻辑电路系统中实施，其中指令(无论其特征是否在于目标代码、固件或软件的形式)存储在存储器(电路)中且可从存储器存取。

基于以上论述和说明，本领域的技术人员将易于认识到可以对各种实施例作出各种修改和改变，而无需严格地遵循在本文中示出和描述的示例性实施例和应用。例如，如附图中例示的方法可以涉及以各种顺序实行的步骤，其中保留本文中的实施例的一个或多个方面，或所述方法可以涉及更少或更多的步骤。此类修改并不脱离本公开的各种方面的真实精神和范围，包括在权利要求书中阐述的方面。