北斗导航接收机的硬件设计与实现研究

发布时间：2017-08-24 09:38

  本文关键词：北斗导航接收机的硬件设计与实现研究

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【摘要】：北斗卫星导航系统的逐步完善加快了北斗导航接收机产业的发展。论文在北斗导航系统原理的基础上,研究了一种基于北斗卫星导航系统的导航接收机的硬件设计方案。该方案以北斗卫星导航接收机需求为基础,以射频模块、FPGA和DSP为核心器件,集成各部分完成了接收机系统的硬件设计。在硬件设计基础上,设计了北斗导航接收机的底层硬件驱动,并与接收机软件配合进行了完整的测试。针对北斗导航接收机的需求,论文研究了基于射频+FPGA+DSP架构的北斗导航接收机整体方案。射频芯片专注处理卫星信号,将其下变频为中频信号;FPGA作为数据辅助处理器,利用FPGA丰富的硬件资源去弥补DSP可用IO资源少的不足;DSP作为数据主处理器,专注于数据的解算,并通过其外部存储器接口(EMIF)与其他模块通信。为使北斗导航接收机的硬件平台正常工作并发挥其特点,论文研究了北斗导航接收机的底层硬件驱动的设计方法。使DSP可发挥其较高处理速度的优势,实现对外部数据存储器的正确读写,保证北斗导航接收机的实时性与可靠性。在北斗导航接收机硬件平台及底层硬件驱动实现的基础上,进行软硬件联合测试,测试结果表明该设计能够正确捕获跟踪北斗卫星信号,为用户提供准确的位置和速度等参数输出,可实现实时定位,验证了北斗导航接收机的功能和性能均可满足实际工程应用要求。
【关键词】：北斗导航接收机 射频 DSP FPGA 底层硬件驱动 EMIF
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 论文研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 论文主要内容与编排15-17
• 第二章 北斗导航接收机总体方案研究17-26
• 2.1 北斗导航接收机需求分析17-18
• 2.1.1 功能需求17-18
• 2.1.2 性能需求18
• 2.2 北斗导航接收机总体方案设计18-21
• 2.2.1 射频+FPGA+DSP架构研究18-20
• 2.2.2 北斗导航接收机总体结构方案20-21
• 2.3 关键器件选型21-25
• 2.3.1 射频芯片选型21-22
• 2.3.2 AD芯片选型22-23
• 2.3.3 FPGA芯片选型23-24
• 2.3.4 DSP芯片选型24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 北斗导航接收机硬件平台实现研究26-47
• 3.1 射频前端设计26-29
• 3.1.1 射频芯片及外围电路设计27-28
• 3.1.2 AD配置电路设计28-29
• 3.2 基带信号处理模块设计29-35
• 3.2.1 RTC电路设计30-31
• 3.2.2 串口扩展电路设计31-32
• 3.2.3 时钟电路设计32-33
• 3.2.4 FPGA配置电路设计33-35
• 3.3 定位解算模块设计35-42
• 3.3.1 EMIF总线接口设计35-36
• 3.3.2 外部存储器模块设计36-39
• 3.3.3 MCBSP 部分设计39-40
• 3.3.4 复位电路设计40-41
• 3.3.5 配置电路设计41-42
• 3.4 电源模块设计42-46
• 3.4.1 射频前端电源电路设计43-44
• 3.4.2 后级电源电路设计44-45
• 3.4.3 电源输入保护电路设计45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 北斗导航接收机的底层硬件驱动设计47-62
• 4.1 接收机底层硬件驱动方案研究47-48
• 4.2 DSP底层驱动设计48-58
• 4.2.1 二级引导程序设计48-49
• 4.2.2 时钟驱动设计49-51
• 4.2.3 EMIF接口驱动设计51-52
• 4.2.4 外设中断驱动设计52-53
• 4.2.5 定时器驱动设计53-54
• 4.2.6 串行通信接口驱动设计54-58
• 4.3 外部存储器驱动设计58-60
• 4.3.1 FLASH驱动设计58-60
• 4.3.2 SDRAM驱动设计60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 北斗导航接收机测试与测试结果分析62-73
• 5.1 接收机功能模块测试62-68
• 5.1.1 射频前端测试与结果62-65
• 5.1.2 数据通信接口模块测试与结果65-67
• 5.1.3 数据存储模块测试与结果67-68
• 5.2 接收机软硬件联调测试68-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 全文总结与展望73-74
• 6.1 论文的主要工作内容73
• 6.2 后续研究工作展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文78

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本文编号：730568