基于DSP和FPGA的多功能嵌入式導航計算機系統(tǒng)設計.pdf

1、為適應組合導航計算機的微型化、高性能度的要求,拓寬導航計算機的應用領域.本文進行了基于DSP和FPGA的組合導航系統(tǒng)設計研究.論文首先根據(jù)組合導航計算機的特點和應用要求,提出了基于DSP和FPGA的組合導航計算機系統(tǒng)方案.該方案是以DSP作為處理器,由FPGA實現(xiàn)輸入輸出等外圍接口,完成對IMU信號的采集和緩存、多串行口的擴展、鍵盤接口擴展以及液晶顯示接口擴展等功能;DSP通過EMIF接口實現(xiàn)和FPGA通信.然后論文重點進行了采用FPG

2、A實現(xiàn)FIFO緩存、ADC采樣控制器和接口單元、異步串行通訊接口、小鍵盤接口和液晶顯示接口的設計,并對各功能模塊進行了時序仿真驗證,同時針對各功能模塊設計了驅(qū)動軟件.最后,為進一步縮小導航計算機的體積,論文提出了基于嵌入PowerPC的FPGA的SOPC設計方案,并對片上系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進行了設計.論文中所有接口設計使用VHDL語言采用自頂向下、層次化、模塊化系統(tǒng)設計方法.高速浮點DSP作為導航處理器,FPGA作為外設接口單元,使DSP專

3、注于復雜的導航解算,提高了系統(tǒng)效率和速度.VHDL語言描述的設計模塊作為IP核可重用,修改升級靈活,設計IP核也可以直接應用于片上系統(tǒng)設計中.同時,本文提出的多串行口擴展硬件實現(xiàn)簡單;硬件實現(xiàn)帶有緩存的高速ADC信號采集控制具有不占用CPU資源、運行速度快的特點.FPGA可重新編程、VHDL模塊可重用,因此用FPGA設計接口電路靈活方便,升級容易.用高速度、小體積、低功耗、低成本的DSP和FPGA設計導航計算機適應了其微型化、高性能、低