基于FPGA的MIMU信息采集系統(tǒng)研究.pdf

1、MIMtJ導(dǎo)航系統(tǒng)因其突出的優(yōu)點(diǎn)和良好的應(yīng)用前景而成為當(dāng)前導(dǎo)航界研究的熱點(diǎn)之一。本文主要研究了一種基于可編程邏輯門陣列(FPGA)的MIMU導(dǎo)航系統(tǒng)的信息采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過FPGA和DSP分工協(xié)作，充分發(fā)揮了DSP浮點(diǎn)運(yùn)算精度高、速度快的特點(diǎn)，以FPGA強(qiáng)大的控制運(yùn)算能力有效彌補(bǔ)了DSP接口少、控制弱的缺點(diǎn)，使得所設(shè)計(jì)的信息采集與處理板可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理工作。該方案既提高了系統(tǒng)性能，也節(jié)約了設(shè)計(jì)成本和時(shí)間，減小了體積，降低了

2、功耗，符合新型導(dǎo)航系統(tǒng)方案的性能指標(biāo)。 文章闡述了MIMU系統(tǒng)的原理和組成，著重介紹了信息采集系統(tǒng)的功能和硬件設(shè)計(jì)方案，并對(duì)基于FPGA的信息處理過程進(jìn)行了詳細(xì)的描述和軟件設(shè)計(jì)，最后討論了系統(tǒng)的仿真結(jié)果。其中硬件設(shè)計(jì)部分，本文經(jīng)過分析研究和選型，設(shè)計(jì)了MIMU導(dǎo)航系統(tǒng)的信息采集處理板的總體方案和硬件電路。本設(shè)計(jì)采用DSP+FPGA的體系結(jié)構(gòu)，DSP主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)信息采集、預(yù)處理和系統(tǒng)的輸入輸出控制，兩者結(jié)合實(shí)

3、現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分發(fā)揮各自的特長。此外，由于FPGA通過軟件方式實(shí)現(xiàn)整個(gè)信息采集系統(tǒng)的接口和時(shí)序控制的功能，所以本文第四章專門討論了使用VHDL語言在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、格式轉(zhuǎn)換以及時(shí)序控制等功能，并在ISE7.1開發(fā)環(huán)境下對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行了Modelsim仿真。仿真結(jié)果表明軟件的傳輸速率、時(shí)序等指標(biāo)都滿足要求。 研究表明，基于FPGA的MIMU信息采集系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與任務(wù)分配合理，軟硬件協(xié)同流暢，具備速度快、精