基于DSP和ARM7的捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)因?yàn)槠渥陨硖厥獾膬?yōu)點(diǎn)和性能特點(diǎn),得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)大多捷聯(lián)式導(dǎo)航系統(tǒng)采用的通用型微處理器,體積大,功耗大,電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,無(wú)法滿足捷聯(lián)系統(tǒng)對(duì)小型化、高精度和實(shí)時(shí)性的要求。基于這種背景,有必要設(shè)計(jì)開發(fā)成本低、體積小、性能強(qiáng)的新型捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)。 本文結(jié)合現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)和捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際需求,闡述了捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)思想,在分析研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總體方案,詳

2、細(xì)討論了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件程序的設(shè)計(jì),系統(tǒng)采用DSP和ARM7的雙CPU體系結(jié)構(gòu)方案。基于DSP的子系統(tǒng)是捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的核心,主要完成導(dǎo)航數(shù)據(jù)的處理,包括姿態(tài)矩陣計(jì)算,姿態(tài)、速度、位置解算,初始對(duì)準(zhǔn),Kalman濾波計(jì)算及誤差補(bǔ)償?shù)?在本系統(tǒng)中DSP采用TI公司的TMS320C6713B?；贏RM7的子系統(tǒng)主要功能是進(jìn)行信號(hào)采集和對(duì)外通訊,信號(hào)采集包括三路加速度計(jì)信號(hào)采集和三路陀螺儀信號(hào)采集,采用RS232串口與外部設(shè)備進(jìn)行通

3、訊,ARM7的型號(hào)為SAMSUNG公司的S3C44BOX。DSP通過HPI接口和ARM7實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,獲取ARM7采集的數(shù)據(jù)并向ARM7發(fā)送解算出來的導(dǎo)航信息。這樣就可以讓DSP專門從事數(shù)據(jù)解算而不會(huì)被經(jīng)常打斷,從而大大提高了系統(tǒng)信號(hào)采集速度和算法解算速度,兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)。硬件電路設(shè)計(jì)部分主要由數(shù)據(jù)采集電路(包括陀螺儀數(shù)據(jù)采集和加速度計(jì)信號(hào)采集)、HPI接口電路、DSP外圍電路和外部通訊接口等幾部分組成。在軟件

4、程序設(shè)計(jì)部分中,進(jìn)行了基于μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì)、HPI接口程序設(shè)計(jì)及DSP的初始化、系統(tǒng)自啟動(dòng)程序的設(shè)計(jì),并編制了捷聯(lián)導(dǎo)航算法軟件。最后研制完成了捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)樣機(jī),并對(duì)所完成研制的樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究表明,以DSP和ARM7為核心設(shè)計(jì)的主從式雙機(jī)結(jié)構(gòu)的捷聯(lián)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)配置與任務(wù)分配合理,可以有效地提高捷聯(lián)解算系統(tǒng)的運(yùn)算精度和速度,減小系統(tǒng)的體積、功耗和成本,滿足捷聯(lián)系統(tǒng)對(duì)小型化、高精度和實(shí)