| 【中文题名】 | 基于DSP的导航计算机设计 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-6 |
| 【中关键词】 | DSP,FPGA,GPS,组合导航,卡尔曼滤波, |
| 【英关键词】 | DSP,FPGA,GPS,Integrated Navigation System,Kalman Filter, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>电子数字计算机（不连续作用电子计算机）>各种电子数字计算机> |
| 【论文摘要】 | 随着计算机技术和数字信号处理技术的迅猛发展，基于微处理器的捷联惯性导航(SINS)和全球定位系统(GPS)的组合导航系统的设计成为目前研究的热点。本文以TMS320C6713为核心，分析其接口特点并引入FPGA作为外设接口单元，使DSP专注于复杂的导航解算，提高了系统效率和速度。
论文首先阐述了INS惯性导航系统和GPS全球定位系统的基本原理，在此基础上阐述了INS/GPS系统的组合原理：其次设计硬件系统方案，采用高精度AD转换器件，应用FPGA完成整个外设接口的逻辑关系并实现串口功能；然后主要针对数据采集和数据通信做了软件仿真；最后在完成了整个硬件电路及相应软件设计、调试的基础上，进行了相关的实验，并对实验进行了分析。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
7-10 |
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1.1 问题的提出 |
7-8 |
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1.2 本文研究的主要内容 |
8-9 |
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1.3 DSP系统在导航中的应用现状 |
9 |
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1.4 小结 |
9-10 |
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第二章 GPS/SINS组合导航系统模型 |
10-24 |
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2.1 捷联惯性导航系统 |
10-16 |
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2.1.1 坐标系 |
10-11 |
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2.1.2 捷联惯导基本原理 |
11-13 |
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2.1.3 姿态矩阵的计算 |
13-15 |
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2.1.4 速度位置计算 |
15-16 |
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2.2 GPS全球定位系统 |
16-18 |
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2.2.1 GPS系统组成 |
16-17 |
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2.2.2 GPS信号结构 |
17 |
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2.2.3 GPS数据格式 |
17-18 |
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2.3 GPS/SINS组合导航系统 |
18-24 |
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2.3.1 系统状态方程 |
19-22 |
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2.3.2 系统量测方程 |
22-23 |
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2.3.3 系统方程的离散化 |
23-24 |
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第三章 DSP性能分析 |
24-34 |
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3.1 DSP系统 |
24-27 |
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3.1.1 DSP系统的构成 |
24-25 |
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3.1.2 DSP系统的特点 |
25-26 |
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3.1.3 DSP系统设计 |
26-27 |
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3.2 DSP芯片 |
27-32 |
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3.2.1 DSP芯片的发展 |
27-29 |
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3.2.2 DSP芯片的特征 |
29-31 |
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3.2.3 DSP芯片的分类 |
31-32 |
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3.3 DSP的开发工具 |
32-34 |
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第四章 导航系统的硬件方案 |
34-42 |
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4.1 DSP的选型 |
34-36 |
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4.1.1 选择芯片的要求 |
34-35 |
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4.1.2 TMS320C6713简述 |
35-36 |
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4.2 外围硬件方案 |
36-42 |
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4.2.1 A/D转换芯片 |
36-38 |
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4.2.2 可编程逻辑器件 FPGA |
38-39 |
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4.2.3 硬件描述语言 |
39 |
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4.2.4 FPGA开发流程和开发工具 |
39-42 |
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第五章 导航计算机各器件接口设计 |
42-55 |
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5.1 导航计算机接口关系 |
42-43 |
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5.2 DSP外围EMIF接口设计 |
43-44 |
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5.3 AD芯片的接口设计 |
44-45 |
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5.4 FPGA实现串口功能设计 |
45-51 |
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5.4.1 UART的结构 |
45-47 |
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5.4.2 UART的发送器 |
47-48 |
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5.4.3 UART的接收器 |
48-49 |
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5.4.4 UART的中断状态机和管脚说明 |
49-51 |
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5.5 AD与UART的时序仿真 |
51-55 |
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5.5.1 AD的时序仿真 |
51-52 |
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5.5.2 UART的时序仿真 |
52-55 |
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第六章 系统试验结果及分析 |
55-60 |
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结束语 |
60-61 |
|
致谢 |
61-62 |
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参考文献 |
62-65 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.364026 |
