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基于MCU和DSP双核的捷联导航计算机系统设计
| 论文题名： | 基于MCU和DSP双核的捷联导航计算机系统设计 |
| 关键词： | 船舶导航;捷联惯导;导航解算;嵌入式系统 |
| 摘要： | 本文以船载分布式统一导航基准系统为应用背景,结合现代新型陀螺仪的使用和嵌入式处理器的快速发展,设计出了一套基于MCU和DSP双核的嵌入式捷联导航计算机系统。MCU负责采集惯性组合体的数据、与外设通讯、以及整个系统的控制功能。DSP负责系统的导航解算功能。这样不但可以保证系统的实时性和精度要求,而且对于整个系统丰富的硬件资源而言,便于系统的软件升级和维护。系统的控制等功能由系统级芯片C8051F040单片机来实现。它采用内部集成CAN总线控制器的微控制器与CAN总线收发器组合的方式,为实现分布式系统的CAN总线通信提供了方便；此外它丰富的片内资源,大大简化了系统硬件设计,是嵌入式8位单片机系统的理想选择。系统导航解算任务由浮点DSP TMS320C6713来实现。TMS320C6713是一种高速数字信号处理器(DSP),采用先进的超长指令TMS320C67xTMDSP内核。它高速的浮点运算速度完全能够胜任该导航系统对导航解算的实时性要求。它的外部总的存储器空间最大512MB,数据宽度32b,可以支持SBRAM,SDRAM,SRAM,FLASH和EPROM。此外它丰富且高速的外设接口设备也保证了与MCU的高速有效数据交换。将uC/OS-Ⅱ实时多任务操作系统(RTOS)移植到微处理器中作为系统软件,对于编程人员来说,简化应用程序的编写思路,实现程序模块化,同时又不失实时性。操作系统实际上是作为一个计算机系统的软硬资源的调度中心而存在。系统在uC/OS-Ⅱ的实时调度下,完成六路加速度计脉冲信号和三路陀螺仪信号的采集和处理,经由DSP的导航解算得到最终的姿态角等导航信息,并根据分布式系统的要求通过CAN总线和串行接口与外部进行数据交换。 研究表明,基于C8051F040单片机和TMS320C6713 DSP双核的嵌入式捷联导航计算机系统方案,显著地提高了捷联导航计算机系统的运算精度和速度,减小了系统的体积、功耗和成本,能够进行分布式系统数据交互,满足分布式统一导航基准系统应用背景下对捷联导航计算机系统的要求。 |
| 作者： | 王冬生 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 吴峻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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