基于SOPC的SINS-CNS組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的研究.pdf

1、隨著近代導(dǎo)航理論、相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展與完善，組合導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。其核心思想是，充分考慮每種單一導(dǎo)航系統(tǒng)自身的獨(dú)特性與不足，將不同的單一系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的組合與搭配，利用不同信息源的相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)一種更高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)。如今，隨著微電子技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，以慣性元件為核心，輔以天文導(dǎo)航功能的組合導(dǎo)航系統(tǒng)成為了新的研究熱點(diǎn)。其中，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)是核心的部件。近年來，低成本、低功耗、小體積的目標(biāo)已成為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的主要發(fā)展方向，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對(duì)于建

2、立高穩(wěn)定性、高可靠性、高效率的組合導(dǎo)航系統(tǒng)有著深遠(yuǎn)的影響。本文基于現(xiàn)代導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展要求，設(shè)計(jì)了一個(gè)以FPGA為核心處理器的芯片，采用片上可編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和天文導(dǎo)航系統(tǒng)，結(jié)合兩種不同導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究背景及意義。根據(jù)目前導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，提出了導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的研究方案。其次，以多信息組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的性能和接口需求為依據(jù)，設(shè)計(jì)了最小系統(tǒng)板的電源

3、電路、時(shí)鐘電路、配置電路、存儲(chǔ)電路以及相關(guān)外設(shè)接口，以適應(yīng)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)硬件平臺(tái)的要求。然后，由于導(dǎo)航計(jì)算機(jī)采用了Nios II軟核作為嵌入式系統(tǒng)。它具有靈活、可自定義和軟硬協(xié)同的特點(diǎn)，能夠高效的完成系統(tǒng)對(duì)硬件集成和軟件設(shè)計(jì)的要求。本論文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了雙NiosII系統(tǒng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)雙處理器協(xié)同作業(yè)。其中一個(gè)處理器用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和接口通信；另一個(gè)用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和導(dǎo)航解算。該系統(tǒng)把數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和接口通信集成在單一芯片內(nèi)，滿足