采用cpci总线技术光纤捷联系统硬件平台设计论文

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1、采用CPCI总线技术的光纤捷联系统硬件平台设计摘要光纤陀螺作为一种新型的惯性测量器件，为捷联惯性导航系统的发展起到了重要的作用，随着导航信息融合技术不断进步，近年来采用误差调制技术的的高精度旋转式光纤捷联系统成为研究的热点。本文针对旋转式光纤陀螺捷联系统的关键技术之一，即系统的硬件平台设计进行了研究。随着信息融合技术的发展，要求导航系统的运算速度越来越快，越来越多的高速器件被运用在导航系统中，系统总线的频率也越来越高，传统器件及板卡间的通信方式逐渐不能满足系统要求。本文以旋转式光纤捷联系统为工程研究背景，提出一种采用紧凑型外围设备互连总线(CPCI)的旋转式光纤捷联系统硬件平台，该

2、平台具有体积小、结构紧凑、可靠性高的特点，具有较强的环境适应能力和电磁兼容性等。论文具体内容包括系统工作原理分析、硬件平台方案设计、器件选型及硬件原理图设计及PCB实现、硬件平台功能实现及系统导航应用程序实现。本文首先从工程应用背景出发，对光纤陀螺、捷联系统的概念，计算机总线技术的发展历程进行论述，给出采用CPCI总线技术的光纤捷联系统硬件平台的意义。接着通过对比几种具有代表性的捷联系统硬件平台的设计方案，结合旋转式光纤捷联系统实际需求，提出本课题的采用CPCI总线技术的旋转式光纤捷联系统硬件平台的设计方案、工作机理及新颖之处。然后给出采用CPCI总线技术的光纤捷联系统硬件平台硬件

3、设计，包括光纤惯性测量单元(IⅢ)信号采集，光电转换(E／O模块、O／E模块)电路，CPCI接口电路及热插拔电路设计，FPGA外围电路设计，组合导航信息接入及旋转信号控制接口设计及系统外扩存储器的实现。并重点对硬件平台的功能实现进行详细的论述，在给出系统功能实现方案及功能实现的设计方法基础上，完成FPGA内部逻辑设计，陀螺及加速度信号采集，光电转换，PCI9656本地接口时序设计及实现，并系统导航应用程序流程进行了简介。最后给出了系统硬件平台调试过程及配置方案，并用示波器和SignalTapII逻辑分析仪进行了系统硬件平台测试。关键词：光纤陀螺；旋转式捷联系统；CPCI；硬件平台哈

4、尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTAsanewtypeofinertialmeasurementdevices，fiber-opticgyroscopeplaysallimportantroleforthedevelopmentofstrapdowninertialnavigationsystem．Withthenavigationinformationfusiontechnologycontinuingprogress，inrecentyearstheresearchofusingerror。modulationtechnologyofhighprecisionrotati

5、onoffiberoptichasbecomeahotspotsforstrapdownsystem．Thearticlemadeadetailedstudyforthesystem·shardwareplatformdesign,whichisoneofthekeytechnologyinfiberopticgyrostrapdownsystem．ThisarticlemadeacompactCPCIperipheralinterconnectbusRotaryfiberstrapdovcnsystemshardwareplatformbythebackgroundofRotar

6、yfiberstmpdownsvstemsforengineering．Theplatformhasthecharacteristicsofsmallsize，structurecompact，hi2hreliability,anditCanworkinveryharshenvironmentalconditionsinGeneral．111epla怕吼alsohasstrongenvironmentaladaptabilityandelectromagneticcompatibility．Thecontentofthisarticleincludesystemprinciplea

7、nalysis，hardwareplatformdesign，devicesele嘶on孤1ddesignofthehardwareschematicsandPCBimplementation，hardwarepl晌衄featuresandnavigationapplicationprocessdescribedinthesystem．Thisarticlefirstproceedfromallengineeringbackground，discoursestheco