基于DSP和ARM7的捷聯(lián)導航計算機系統(tǒng)的設計.pdf

1、捷聯(lián)導航系統(tǒng)因為其自身特殊的優(yōu)點和性能特點,得到了越來越廣泛的應用。目前,國內大多捷聯(lián)式導航系統(tǒng)采用的通用型微處理器,體積大,功耗大,電路結構復雜,無法滿足捷聯(lián)系統(tǒng)對小型化、高精度和實時性的要求?；谶@種背景,有必要設計開發(fā)成本低、體積小、性能強的新型捷聯(lián)導航系統(tǒng)。 本文結合現(xiàn)代導航技術發(fā)展的特點和捷聯(lián)導航計算機系統(tǒng)的實際需求,闡述了捷聯(lián)導航計算機硬件設計的主要設計思想,在分析研究的基礎上,設計了捷聯(lián)導航計算機系統(tǒng)的總體方案,詳

2、細討論了系統(tǒng)硬件電路的設計和軟件程序的設計,系統(tǒng)采用DSP和ARM7的雙CPU體系結構方案。基于DSP的子系統(tǒng)是捷聯(lián)導航計算機的核心,主要完成導航數(shù)據(jù)的處理,包括姿態(tài)矩陣計算,姿態(tài)、速度、位置解算,初始對準,Kalman濾波計算及誤差補償?shù)?在本系統(tǒng)中DSP采用TI公司的TMS320C6713B。基于ARM7的子系統(tǒng)主要功能是進行信號采集和對外通訊,信號采集包括三路加速度計信號采集和三路陀螺儀信號采集,采用RS232串口與外部設備進行通

3、訊,ARM7的型號為SAMSUNG公司的S3C44BOX。DSP通過HPI接口和ARM7實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,獲取ARM7采集的數(shù)據(jù)并向ARM7發(fā)送解算出來的導航信息。這樣就可以讓DSP專門從事數(shù)據(jù)解算而不會被經常打斷,從而大大提高了系統(tǒng)信號采集速度和算法解算速度,兩者結合實現(xiàn)優(yōu)勢互補,充分發(fā)揮各自的特長。硬件電路設計部分主要由數(shù)據(jù)采集電路(包括陀螺儀數(shù)據(jù)采集和加速度計信號采集)、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、程序設計部分中,進行了基于μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊程序設計、HPI接口程序設計及DSP的初始化、系統(tǒng)自啟動程序的設計,并編制了捷聯(lián)導航算法軟件。最后研制完成了捷聯(lián)導航計算機系統(tǒng)樣機,并對所完成研制的樣機進行了實驗驗證。研究表明,以DSP和ARM7為核心設計的主從式雙機結構的捷聯(lián)導航計算機系統(tǒng),其結構配置與任務分配合理,可以有效地提高捷聯(lián)解算系統(tǒng)的運算精度和速度,減小系統(tǒng)的體積、功耗和成本,滿足捷聯(lián)系統(tǒng)對小型化、高精度和實