基于FPGA的双核导航计算机系统设计

发布时间：2018-06-16 02:14

本文选题：嵌入式导航计算机 + 双核　；参考：《哈尔滨工程大学》2012年硕士论文

【摘要】：近年来，随着城市化进程的飞速发展，航空领域的不断进步，导航系统在人们的日常生活中显得越发重要。国内目前对于导航系统的设计主要是采用主从式结构，即采用两片或者更多片的微处理器，分别负责导航传感器的数据采集和导航数据的解算。这种设计一般是可行的，，且能达到使用的要求，但在对导航系统有严格的成本、体积和功耗限制时，往往这种系统就无法满足要求，该结构灵活性较差，并且多处理器之间的通信也是该结构的一个瓶颈。而且这种结构也随着FPGA可内嵌多处理器内核技术的发展而显得有些冗余。多处理器系统具有优化性能的优点，但几乎总是以极大的增加系统软件和硬件的复杂度为代价。于是在实时性嵌入式系统中，在一片处理器上使用多核技术来实现不同的任务和功能的方案获得了广泛的认可。Altera公司生产的FPGA器件为开发非对称的嵌入式多处理器系统提供了理想平台，因为通过使用SOPC Builder工具易修正性和良好的协调硬件等特性可以为设计的实现提供最佳的系统性能，而且Altera公司在FPGA器件尺寸上的改进使在单片上嵌入多Nios II处理器的系统设计成为可能。并且，有了像SOPC Builder这样高性能的集成工具，可以针对不同系统结构进行快速的设计、建立和评估。这种选用一片FPGA处理器，采用SOPC设计的方法，并植入两个嵌入式处理器内核的设计方案，改变了当前主导的利用DSP+FPGA进行导航计算机设计的思想，且纵观当前的发展局势，FPGA与DSP之间的差距也正在逐渐缩小。特定FPGA还具有超越DSP的优势。可定制性和软硬件协同设计模式更恰当地适应了捷连导航系统的外围接口的设计与复杂的数据处理。因此，基于FPGA的双核导航计算机的系统设计是将来导航系统领域的重要发展趋势。
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of urbanization and the continuous progress of the aviation field , the navigation system is more and more important in the daily life of people . At present , the design of the navigation system mainly adopts a master - slave structure , that is , two or more microprocessors are adopted to solve the data acquisition and navigation data of the navigation sensor .

The multi - processor system has the advantages of optimizing performance , but almost always at the cost of greatly increasing the complexity of the system software and hardware . In the real - time embedded system , the multi - core technology is used to realize different tasks and functions . The FPGA device produced by Altera is an ideal platform for developing asymmetric embedded multiprocessor system .

In this paper , an FPGA processor is selected and the design of two embedded processor cores is adopted , and the current development situation is changed . The gap between the FPGA and the DSP is gradually reduced . The specific FPGA also has the advantages of beyond the DSP . The design mode of the dual - core navigation computer based on FPGA is more suitable for the design and the complex data processing of the peripheral interface of the attached navigation system . Therefore , the system design of the dual - core navigation computer based on FPGA is an important development trend in the field of navigation system .
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP338;TN966

【参考文献】