本文關鍵詞：基于DSP和FPGA的導航計算機系統(tǒng)設計

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【摘要】：隨著導航技術的快速發(fā)展,對導航系統(tǒng)信息處理的核心——導航計算機提出了更高的要求,本文在分析國內外導航計算機研究現狀的基礎上,設計了基于DSP和FPGA導航計算機總體方案,利用DSP強大的數字運算處理能力來完成捷聯慣導的導航解算,而FPGA主要負責信號的采集以及與上位機通信等工作。針對二頻機抖激光陀螺儀和石英撓性加速度計的器件特性,采用等效旋轉矢量算法進行導航解算;依據捷聯慣導系統(tǒng)的基本原理,給出了各導航參數的具體計算方法。針對導航計算機的處理能力、功耗、體積等要求,并根據實際工程的需求,本文以TMS320C6722型DSP和EP2C5T144型FPGA為主器件,輔以少量外圍芯片,設計了導航計算機系統(tǒng)的硬件平臺。其中DSP專注于導航解算,FPGA完成數據采集,數據處理以及通信等功能。針對該導航計算機系統(tǒng)多路輸入信號的特點,利用FPGA分別設計了不同的處理方式,并將處理后的數據通過數據總線傳遞給DSP進行導航解算;根據系統(tǒng)多輸入多輸出的要求,利用FPGA的可重復編程特性和高速并行處理能力,擴展了多路串口通信,并在FPGA內部利用異步FIFO存儲結構來緩存數據;為了防止出現存儲空間不足的問題,利用DSP的EMIF接口外擴了存儲器;圍繞數據流向以及時序控制的問題,設計了控制模塊來協(xié)調各個模塊之間的通信。利用三軸轉臺進行了慣組標定試驗以及靜態(tài)導航實驗,試驗結果表明該系統(tǒng)設計正確,性能穩(wěn)定可靠。該導航計算機具有功耗低,小型化,集成度高等特點。
【關鍵詞】：捷聯慣導系統(tǒng) 導航計算機 DSP FPGA
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN965.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 導航計算機的研究現狀9-10
• 1.3 課題研究的意義10-11
• 1.4 主要研究內容11-13
• 第2章 捷聯慣性導航算法研究13-24
• 2.1 引言13
• 2.2 坐標系及坐標變換13-17
• 2.2.1 坐標系13-14
• 2.2.2 坐標變換14-17
• 2.3 捷聯慣導系統(tǒng)基本原理17-22
• 2.3.1 比力方程17-19
• 2.3.2 姿態(tài)矩陣19
• 2.3.3 姿態(tài)矩陣的計算19-20
• 2.3.4 速度和位置計算20-22
• 2.4 等效旋轉矢量算法22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 導航計算機硬件電路設計24-40
• 3.1 總體方案設計24
• 3.2 器件選型24-26
• 3.2.1 DSP選型25
• 3.2.2 FPGA選型25-26
• 3.2.3 其他器件選型26
• 3.3 硬件電路設計26-39
• 3.3.1 系統(tǒng)電源模塊26-27
• 3.3.2 DSP系統(tǒng)27-32
• 3.3.3 FPGA邏輯模塊32-39
• 3.4 本章小結39-40
• 第4章 捷聯導航系統(tǒng)軟件設計40-64
• 4.1 總體方案設計40-41
• 4.2 軟件設計41-63
• 4.2.1 FPGA信號采集模塊設計41-49
• 4.2.2 異步FIFO設計49-55
• 4.2.3 EMIF接口配置55-58
• 4.2.4 串口模塊設計58-61
• 4.2.5 控制模塊設計61-63
• 4.3 本章小結63-64
• 第5章 試驗和結果分析64-73
• 5.1 硬件調試64-67
• 5.2 慣組標定試驗和靜態(tài)導航試驗67-70
• 5.3 試驗結果70-73
• 結論73-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79

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2 ;微型導航計算機[J];電子計算機動態(tài);1961年08期

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1 徐金華;許江寧;朱濤;汪捷;;嵌入式導航計算機網絡通訊實現[A];2004年船舶儀器儀表學術年會論文集[C];2004年

2 金永杰;馬讓奎;韓玉平;;基于DSP的小型航姿導航計算機系統(tǒng)的設計與實現[A];探索 創(chuàng)新 交流——第三屆中國航空學會青年科技論壇文集（第三集）[C];2008年

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5 汪振國;捷聯導航計算機的數據采集系統(tǒng)設計[D];哈爾濱工程大學;2013年

6 金春竹;GFSINS導航計算機系統(tǒng)設計與實現[D];哈爾濱工程大學;2008年

7 許蕾;導航計算機控制臺檢測設備的設計與實現[D];南京航空航天大學;2007年

8 彭雪峰;基于SOPC的嵌入式導航計算機設計[D];哈爾濱工程大學;2009年

9 崔丙寅;基于FPGA的導航計算機設計[D];哈爾濱工程大學;2011年

10 丁建偉;基于DSP技術的導航計算機設計[D];南京理工大學;2004年

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