基于双DSP的惯性导航计算机平台设计

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1、第４５卷第３期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．３２０１５年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ．２０１５基于双ＤＳＰ的惯性导航计算机平台设计党永刚（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）摘要：为满足某战车用定位定向装置向其核心部件———惯性导航计算机提出的强实时、高精度的定位和导航信息处理要求，介绍了一种采用双ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ的嵌入式计算机平台设计方法。从硬件设计、可编程逻辑设计、软件设计三个方面详细说明基于双ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３Ｂ＋ＦＰＧＡ的惯性导航系统计算机平台的实现。针

2、对正交方波、正负脉冲、同步方波等惯导信号的特点展开硬件和可编程逻辑设计。从而满足了系统要求，对同类产品的工程设计具有一定的参考价值。关键词：ＤＳＰ；ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３Ｂ；ＦＰＧＡ中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１５）０３桘００９２桘０３DesignofInertiaNavigationComputerPlatformBasedonDual桘DSPＤＡＮＧＹｏｎｇ桘ｇａｎｇ（Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute，AVIC

3、，Xi′an７１００６８，China）Abstract：Ａｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｃｈａｒｉｏｔ，ｉｎｅｒｔｉａｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅｑｕｉｒｅｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎｄａｔａｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｗｉｔｈｈａｒｄｒｅａｌ桘ｔｉｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｅｒｔｉａｎａｖｉｇａｔｉｏｎｃｏｍ-ｐｕｔｅｒｐｌａｔｆｏｒｍｂａｓｅｄｏｎｄｕａｌ桘ＤＳＰａｎｄＦＰＧＡｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｈａｒｄｗａｒｅ，ｐｒｏｇ

4、ｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｏｓａｔｉｓｆｙｉｎｇｔｈｅｎｅｅｄｏｆｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｓｉｇｎｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｓｑｕａｒｅｗａｖｅ，ｐｏｓｉｔｉｖｅ桘ｎｅｇａｔｉｖｅｐｕｌｓｅａｎｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄｓｑｕａｒｅｗａｖｅ．Ｉｔｈａｓｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｅ

5、ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．Keywords：ＤＳＰ；ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３Ｂ；ＦＰＧＡ引言ＧＡ的惯性导航计算机平台设计实现方法，并对其核心的可编程逻辑设计进行了重点介绍。目前，ＴＭＳ３２０Ｃ６７１３Ｂ（以下简称Ｃ６７１３Ｂ）作为ＴＩ公司开发的高速浮点ＤＳＰ，因其高达１３５０ＭＦＬＯＰＳ的处理能力及丰富的外围接口，已在军事通信、惯性导１硬件设计［１］航、数据处理、工业控制等领域得到了广泛使用。同ＤＳＰ及其外围电路主要由两个同构的Ｃ６７１３Ｂ、时，随着陆战理论体系的发展，某新型战车对车载惯性ＦＬＡＳＨ、ＳＤＲＡＭ、看门狗

6、等部分组成，两个Ｃ６７１３Ｂ之导航系统提出了强实时、高精度的定位和导航需求，随间通过ＧＩＰＯ和双口ＲＡＭ进行通讯和数据交换。本之对作为核心部件的车载惯性导航计算机设计带来了设计中，通过ＤＳＰ／ＢＩＯＳ配置Ｃ６７１３Ｂ系统核心时钟为更高的挑战。２００ＭＨｚ，ＥＭＩＦ总线时钟为８０ＭＨｚ，配置ＢＯＯＴ自举系统要求惯性导航计算机定时采集陀螺的正交编模式为ＲＯＭ启动，配置ＣＥ０为３２－ｂｉｔＳＤＲＡＭ接口。码信号、加速度计的输入和里程计输入信号，并对采集配置ＣＥ１为１６－ｂｉｔＦＬＡＳＨ接口。配置ＣＥ３为３２－［２－４］的数据进行必

7、要的处理，以实现导航解算；同时要求将ｂｉｔ异步接口。采集的数据通过多路ＲＳ４２２／２３２总线和ＣＡＮ总线发接口及总线部分主要由正交方波、正负脉冲、同步送给地面监测设备，并通过ＲＳ４２２／２３２总线接收相关方波信号处理电路、外部采样时钟、ＲＳ２３２／４２２、ＣＡＮ的命令和相关的参数。针对外部输入信号种类多，实总线电平转换电路、ＡＤ转换调理电路、开关量输入输时性强等特点，本文介绍了一种采用双Ｃ６７１３Ｂ＋ＦＰ-出电路等组成。系统结构如图１所示。多种接口及总收稿日期：２０１５－０４－１８基金项目：国防基础科研计划项目资助（Ｄ１１２

8、００６０９６７）作者简介：党永刚（１９７７－），男，陕西富平人，高级工程师，硕士，主要研究方向为材料成形与控制。２０１５年５月党永刚：基于双ＤＳＰ的惯性导航计算机平台设计·９３·线信号经调理和电平转换后进入ＦＰＧＡ进行下一步处别的电压信号，ＡＤＣ芯片采样处理后输入Ｃ６７１３Ｂ。理。其中正交