基于SOPC的嵌入式導航計算機設(shè)計.pdf

1、本文介紹了基于FPGA的SOPC技術(shù)構(gòu)建嵌入式導航計算機系統(tǒng)方面的有關(guān)理論和技術(shù)；論文結(jié)合現(xiàn)代導航系統(tǒng)尤其是捷聯(lián)導航系統(tǒng)的要求，面向工程化應用，采用FPGA為核心器件構(gòu)建SOPC光纖捷聯(lián)嵌入式導航計算機系統(tǒng)。使用SOPC方法在FPGA上設(shè)計嵌入式導航計算機系統(tǒng)，改變了目前通用處理器、DSP+MCU(CPLD)的形式主導導航計算機設(shè)計的格局，采用軟硬件協(xié)同的設(shè)計模式和可定制性更恰當?shù)剡m合了光纖捷聯(lián)導航系統(tǒng)對處理能力和外部接口方式靈活的要求

2、，具有很強的應用價值和廣闊的應用前景。 論文首先在分析光纖陀螺體積小、可靠性高、成本低等特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合捷聯(lián)慣性導航基本理論，采用光纖陀螺和加速度計作為敏感元件，并從工程應用的角度出發(fā)，提出了基于IP核的SOPC技術(shù)在FPGA器件上設(shè)計捷聯(lián)導航系統(tǒng)的整體方案，并給出了系統(tǒng)設(shè)計頂層結(jié)構(gòu)圖。 然后，針對慣性導航參數(shù)的測量，論文完成了光纖陀螺和加速度計測量的硬件電路設(shè)計，包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計與實現(xiàn)。為了提高采

3、樣速度和精度，在FPGA內(nèi)實現(xiàn)了FIR(有限沖激響應)數(shù)字濾波器的硬件設(shè)計，并通過仿真和實際測試驗證其滿足設(shè)計要求。 接著，針對SOPC構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)，其軟件架構(gòu)和系統(tǒng)初始化步驟與通用個人計算機有很大差異，應用Altera公司的QUARTUSⅡ和NIOSⅡ集成開發(fā)環(huán)境，采用嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)作為軟件開發(fā)平臺，完成了導航系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計。 最后，對整個系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試。對實驗中取得的數(shù)據(jù)進行了仿真分析，對