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基于DSP和FPGA的機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)

資 源 簡 介

本文針對應(yīng)用于軍用直升機(jī)上的Doppler/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)對導(dǎo)航計(jì)算機(jī)高精度、高性能的要求,設(shè)計(jì)出一種基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 協(xié)同合作的機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在分析Doppler/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)模型的特點(diǎn)和系統(tǒng)對導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的需求后,提出了基于DSP和FPGA的機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)整體設(shè)計(jì)方案,該方案采用DSP負(fù)責(zé)導(dǎo)航解算,利用FPGA強(qiáng)大的內(nèi)部資源擴(kuò)展系統(tǒng)的通信接口,完成外圍通信模塊控制信號的整合。在導(dǎo)航計(jì)算機(jī)整體設(shè)計(jì)方案,包括硬件設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案確立的基礎(chǔ)上,首先對 DSP和FPGA芯片進(jìn)行選型,其次對實(shí)現(xiàn)各個功能模塊的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā),包括基于FPGA的數(shù)據(jù)通信模塊、基于DSP的處理器模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊,開發(fā)過程中做了大量的仿真和驗(yàn)證,最后對系統(tǒng)進(jìn)行綜合測試和聯(lián)調(diào),并進(jìn)行了地面跑車實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集IMU角速率和加速度、Doppler雷達(dá)的速度等信息,能夠?qū)MU、Doppler、GPS、航姿系統(tǒng)、高度表等信息進(jìn)行導(dǎo)航解算,生成當(dāng)前位置、姿態(tài)等導(dǎo)航數(shù)據(jù),并能夠完成與機(jī)載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信與控制。多次的聯(lián)調(diào)和跑車實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的目的,可以有效提高導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)算精度,實(shí)現(xiàn)了高性能、小體積、低成本的要求,系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:Doppler/SINS組合導(dǎo)航,導(dǎo)航計(jì)算機(jī),DSP,FPGA

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