基于DSP的无陀螺捷联惯导系统的硬件设计

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文基于DSP的无陀螺捷联惯导系统的硬件设计姓名：王海秀申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：史震20070201哈尔滨T稃人学硕十学位论文摘要无陀螺捷联惯导系统避开了因陀螺动态范围小而引起的一系列难题，其缺点是计算量大。在惯导系统中的应用DSP可解决这个难题。本文主要研究基于DSP的无陀螺捷联惯导系统的实现。本文首先介绍了DSP在捷联导航系统中应用的必要性和研究现状，叙述了系统的总体方案设计及芯片的选型过程，并对数字信号处理器的结构和特点作了概述。本文重点

2、介绍了无陀螺捷联惯导系统软硬件的设计。DSP采用TMS320(；6713，TI的32位高速DSP，支持双精度浮点运算。硬件设计包括电源模块、时钟模块、电源监测复位模块、系统的数据采集模块、外部存储器接口模块及与Pc机通信模块，同时介绍了CPLD的设计。软件设计部分包括各模块的编程和无陀螺导航算法的编程。本文详细介绍了印制板的布局与布线的过程及遵守的原则，重点介绍了硬件电路的信号完整性原理，并提出了提高无陀螺捷联惯导系统信号完整性的具体措施。本文最后介绍了程序的二次装载和代码的固化。到目前为止，由

3、DSP(TMS320C6713)作为无陀螺捷联惯导系统的核心数据处理器，实现了系统所要求的基本功能，提高了系统的集成度和运算速度，减小了体积，降低了成本，提高整个系统的性能价格比，使无陀螺捷联惯导系统能在实际工程中得以应用。关键词：无陀螺捷联惯导；DSP；CPLD；硬件电路设计；信号完整性哈尔滨丁程人学硕十学位论文ABSTRACTAseriesofdifficultiescausedbythenarrowdynamicoperatingrangeofgyroscopescanbeavoidedi

4、nGFSINS(gyroscopefreestrapdowninertiMnavigationsystem)，butanotabledisadvantageisagreatdealofcalculation．SINSbasedOilDSPsolvedthisproblem．TheemphasisofthispaperishardwaredesignofGFSD噶basedonDSP．11learticlefirstbriefednecessityofDSPapplicationinSINSand

5、r鼯earchpresentstate，narratedtheprocessofsystemprojectdesignandchipselection,summarizedstructureandcharacterofDSP．ThearticlefocusedonintroductionofhardwareandsoftwaredesignofGFSINS．ThesystememployedTMS320C6713ofTI勰digitalsignalproc部sor，whichis32-bit，f

6、loating-point,high-pefformanceDSPwithdoublefloating-pointcalculation．Thepartofhardwarecircuitdesignincludedpowersupplyunit，clockunit，powermonitorandfesetunit，dataacquisitionunit，externalmemoryinterfaceunit，communicationtopcunitanddesignofCPLD．Thepart

7、ofsoftwaredesignincludedprogramofallhardwareunitsandtransplantofGFSINSalgorithmroutine．Thispaperin仃oducedtheprocessofPCBplacementandrouteandfollowedruleindetail，theprinciplesignalintegrityandproposeddetailedmeasuresenhancedSIperformanceofGFSINS．Thepa

8、perfinallyintroducedsecond-stagebootloadertorainandcodeburntoflash．TheGFSINSwithTMS320C6713ascorald／gitalsignalprocessorrealizedbasicfunctionrequiredbysystembyfar,enhancedintegrityandcalculationspeed,whilevolumeandcostwerereducedandtheratiobetweencap