基于SOPC的SINS-CNS組合導(dǎo)航計算機的研究.pdf

1、隨著近代導(dǎo)航理論、相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展與完善，組合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運而生。其核心思想是，充分考慮每種單一導(dǎo)航系統(tǒng)自身的獨特性與不足，將不同的單一系統(tǒng)進行相關(guān)的組合與搭配，利用不同信息源的相互補充，實現(xiàn)一種更高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)。如今，隨著微電子技術(shù)的不斷改進和創(chuàng)新，以慣性元件為核心，輔以天文導(dǎo)航功能的組合導(dǎo)航系統(tǒng)成為了新的研究熱點。其中，導(dǎo)航計算機是核心的部件。近年來，低成本、低功耗、小體積的目標已成為導(dǎo)航計算機的主要發(fā)展方向，這一目標的實現(xiàn)對于建

2、立高穩(wěn)定性、高可靠性、高效率的組合導(dǎo)航系統(tǒng)有著深遠的影響。本文基于現(xiàn)代導(dǎo)航計算機的特點和發(fā)展要求，設(shè)計了一個以FPGA為核心處理器的芯片，采用片上可編程技術(shù)來實現(xiàn)導(dǎo)航計算機系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和天文導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合兩種不同導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)缺點，分析了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究背景及意義。根據(jù)目前導(dǎo)航計算機系統(tǒng)的發(fā)展狀況和趨勢，提出了導(dǎo)航計算機的研究方案。其次，以多信息組合導(dǎo)航計算機的性能和接口需求為依據(jù)，設(shè)計了最小系統(tǒng)板的電源

3、電路、時鐘電路、配置電路、存儲電路以及相關(guān)外設(shè)接口，以適應(yīng)導(dǎo)航計算機系統(tǒng)對硬件平臺的要求。然后，由于導(dǎo)航計算機采用了Nios II軟核作為嵌入式系統(tǒng)。它具有靈活、可自定義和軟硬協(xié)同的特點，能夠高效的完成系統(tǒng)對硬件集成和軟件設(shè)計的要求。本論文的系統(tǒng)設(shè)計采用了雙NiosII系統(tǒng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)雙處理器協(xié)同作業(yè)。其中一個處理器用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和接口通信；另一個用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和導(dǎo)航解算。該系統(tǒng)把數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和接口通信集成在單一芯片內(nèi)，滿足