光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)硬件平臺的研究與設(shè)計.pdf

1、光纖陀螺作為一種新型的慣性測量器件，它具有體積小、靈敏度高、動態(tài)測量范圍寬、集成度高等優(yōu)點，是未來船舶導(dǎo)航的發(fā)展方向之一。而作為處理導(dǎo)航解算的硬件平臺顯得尤為重要，一個性能穩(wěn)定，可靠性高，處理能力強的平臺，可以簡化整個系統(tǒng)復(fù)雜度，為軟件算法的編寫提供了便利。
　　 本文以光纖陀螺的基本原理與捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為研究基礎(chǔ)，分析了光纖陀螺的特性，介紹了干涉式光纖陀螺的基本原理，介紹了薩格奈克效應(yīng)，對光纖信號進(jìn)行檢測與處理，闡述了捷聯(lián)慣

2、性導(dǎo)航系統(tǒng)，分析了捷聯(lián)系統(tǒng)與平臺系統(tǒng)的不同之處。
　　 對系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，從功能和性能兩方面進(jìn)行了分析，從運算速度、精度、功耗、體積等幾個方面考慮，提出了總體方案設(shè)計，以DSP(TMS320C6747)為核心，F(xiàn)PGA(EP3C25F256)為輔的光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺的結(jié)構(gòu)方案，DSP主要用于導(dǎo)航解算，F(xiàn)PGA主要用于采集加速度計與陀螺儀的數(shù)據(jù)，二者相互補充，各自發(fā)揮特點。FPGA與DSP的數(shù)據(jù)通信是本文設(shè)計的關(guān)鍵

3、，為此，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、傳輸速度快的雙機通信方法，通過DSP的EMIFB(專用于SDRAM擴展)接口擴展FPGA，F(xiàn)PGA響應(yīng)SDRAM的時序，完成二者通信。設(shè)計了系統(tǒng)主體電路，滿足了電磁兼容的基本要求。
　　 軟件部分，利用FPGA完成了對加速度與陀螺儀的數(shù)據(jù)的采集，對時序進(jìn)行了軟件仿真；編寫了E2PROM的測試程序，分析了DSP的“bootloader”機制，利用E2PROM完成了程序的加載，編寫了XR16C2850的驅(qū)