基于高性能DSP的捷联信息处理硬件平台设计与实现

发布时间：2020-04-16 12:38

【摘要】： 光纤陀螺捷联式惯性导航系统是当前船舶导航系统的一个重要的发展方向。本论文主要研究了高性能浮点DSP在捷联导航系统中的应用，提出了基于TMS320C6713B构建捷联信息处理硬件平台的新方法。 首先，论文在介绍了光纤陀螺和捷联惯性导航系统的基本理论的基础上，给出了光纤陀螺捷联惯性导航系统的组成和平台的整体结构设计。 然后，详细讨论了平台的硬件电路设计和底层软件程序设计。硬件电路设计部分主要由DSP外围电路、光纤陀螺数据采集电路和加速度计信号采集电路等几部分组成，在设计中对陀螺数据接口时序电路进行了重点分析。通过采取电容去耦、地层分割和优化整体布局等措施提高了印刷电路板的电磁兼容性。而在软件程序设计部分中，则在给出了系统控制程序流程之后，详细地阐述了初始化参数读写程序、McBSP实现异步串行通信程序和系统自启动程序的设计实现。 最后，对平台的硬件参数做了基本的测试，分析了硬件测试和软件调试过程中遇见的几个具有代表性的问题，列出了光纤陀螺捷联系统的静态试验数据，并进行了简要的分析，验证了捷联信息处理硬件平台设计合理，工作稳定可靠。 本捷联信息处理硬件平台的设计实现，完善了捷联系统的功能，提高了捷联系统的实时性和精度，并具备良好的稳定性和可扩展性。
【图文】：

频率比较高，我们的DSP采用了ZOOMHZ的工作频率，所以数字电路部分会辐射出更多的RF能量。为了减小模拟电路和数字电路之间相互干扰，我们把模拟电路和数字电路的接地和电源都分开处理了，如图3.21所示。图3.21电路板地层分割图3.22电路板电源层分布其中模拟电路和数字电路是通过磁珠连接模拟地和数字地。模拟地和数字地

压降与直流压降相比，其电位不均匀的表现在每时每刻都在变化，这是硬件电路的参考地电位也不再是恒定的0V电压，地电位的变化将导致射频噪声的产生。为了消除地电位的不等势，我们的PCB采用了四层板设计，中间两层分别为地层和电源层，上下两层为信号层。把其中整个一层都定义为地层，这样大大增加了硬件电路的接地面积，以保证地电位的尽可能等势和稳定。同时由于设置了地层，各个集成电路各集成芯片的接地引线和引脚都可以直接通过过孔与地层连接起来，这样就可以大大减短了集成电路和集成芯片接地的走线长度，也减小了由于走线电阻而产生的直流压降。从而也可以在一定程度上保证地电位的尽可能等势和稳定。我们设计的系统中包括了模拟电路和数字电路两大部分。一般情况下数字集成电路本身的抗干扰性能比模拟集成电路要好。而数字电路部分的工作频率比较高，我们的DSP采用了ZOOMHZ的工作频率，所以数字电路部分会辐射出更多的RF能量。为了减小模拟电路和数字电路之间相互干扰，我们把模拟电路和数字电路的接地和电源都分开处理了，如图3.21所示。
【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】：2007
【分类号】：TP302

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本文编号：2629742