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基于SoPC的激光陀螺捷联系统硬件平台的设计与实现
| 论文题名： | 基于SoPC的激光陀螺捷联系统硬件平台的设计与实现 |
| 关键词： | 激光陀螺捷联惯导系统;捷联系统;硬件平台;设计方案;可编程逻辑;高性能处理器;通信接口;发展方向;软硬件协同工作;信号采集电路;电路板;船舶导航系统;算法处理器;逻辑的设计;采集与处理;整体性能;芯片;数据处理;设计实现;软件架构 |
| 摘要： | 激光陀螺捷联惯导系统是当前船舶导航系统的一个重要发展方向。论文主要研究了平台级FPGA在捷联惯导系统中的应用，提出了基于SoPC的捷联惯导系统硬件平台的构建新方法。 首先，论文介绍了捷联惯导系统和激光陀螺的基本理论，并在此基础上，结合平台级FPGA兼具高性能处理器和可编程逻辑的特点，给出了基于SoPC的激光陀螺捷联惯导系统硬件平台的组成和总体设计方案。 其次，论文根据设计方案，选择Xilinx的Virtex-4 FX20 FPGA作为主芯片，硬件平台的功能控制、数据采集与处理以及通信接口等外设功能都在单一FPGA芯片上实现。详细论述了捷联惯导系统硬件平台电路板的设计，包括FPGA的配置与存储电路、激光陀螺信号采集电路、通信接口电路和供电电源电路等模块，完成了硬件平台的原理图和PCB设计。同时为了满足导航数据处理中大量浮点运算的需求，在FPGA丰富的可编程逻辑中设计了浮点算法处理器，通过辅助处理单元（APU）控制器与PowerPC405处理器接口，结合Xilinx公司提供的EDK软件，在XPS开发环境下，软硬件协同工作，提高了捷联惯导系统硬件平台的整体性能。 最后，论文在完成硬件平台电路板和FPGA片内逻辑的设计后，研究了硬件平台的软件架构和加载方法，对硬件平台的基本参数进行了测试，并针对系统调试过程中出现的几个案例进行分析，最终调试结果达到设计要求。 本硬件平台的设计实现，能够满足捷联惯导系统对高精度和实时性的要求，适应了其高性能和高集成度的发展方向，并具有良好的可扩展性。 |
| 作者： | 孙佳 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 高伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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