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基于DSP和FPGA导航计算机硬件模块设计与实现

王大伟  
【摘要】:导航计算机作为导航系统的重要组成部分,肩负着导弹飞行过程中的中枢控制系统。随着近年来导航系统的发展,对导航计算机的性能要求也越来越高。导航计算机不仅要实时采集各种物理信号,还需要与外部设备实时通信,以及高速,高精度的导航数据解算,体积要小,功耗要低。针对上述需求,提出了基于DSP和FPGA的导航计算机硬件模块设计与实现。首先针对导航系统对导航计算机提出的具体要求进行功能分析,设计了硬件模块的总体实现方案,并对组成导航计算机的基本配置元件进行选型和设计。其次对构成导航计算机各组成模块的关键技术进行研究和设计,主要包括:(1)基于FPGA的异步串口扩展设计,详细论述了RS422接口电路,FPGA与DSP的通信实现,以及FPGA的逻辑设计。(2)对弹体飞行过程中的过载信号和电池电压信号设计了调理电路,实现了过载信号的高精度调理以及电池电压的线性隔离传输。(3)分别对AD转换器,SDRAM和FLASH的接口电路进行设计,并编写了相应的驱动程序,实现了DSP外扩内存以及NOR FLASH自举引导。最后对硬件模块各功能部分进行了性能验证,经验证DSP与5路RS422设备通信正常,SDRAM可以正常读写,系统上电后NOR FLASH实现了自举引导。各路物理量信号采集精度满足要求。


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