基于FPGA的異構(gòu)多處理器導航計算機設計.pdf

1、為適應多信息組合導航系統(tǒng)中導航計算機的多信息處理、高運算性能要求，本文設計出一種基于FPGA的異構(gòu)多處理器導航計算機。
　　本文首先闡述了多信息組合導航系統(tǒng)的特點和應用需求，而后提出了基于FPGA的組合導航計算機方案。該方案以ARM處理器為控制核心，完成通訊處理和外設控制；兩個DSP處理器分別完成數(shù)據(jù)濾波和預處理、多信息組合導航解算和卡爾曼濾波。在此基礎上研究了組合導航計算機各主要接口要求，完成了導航計算機的原理圖和PCB開發(fā)，并

2、且在FPGA中實現(xiàn)了接口設備的控制邏輯。為解決多處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，詳細對比了典型處理器間數(shù)據(jù)傳輸方法，提出了基于AMBA總線規(guī)范的多層AHB交叉開關網(wǎng)絡實現(xiàn)處理器間互聯(lián)的方案，并在 FPGA中完成了互聯(lián)邏輯。根據(jù)組合導航系統(tǒng)要求，引入了VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)，進行了驅(qū)動程序開發(fā)，劃分了導航計算機應用軟件的任務。導航計算機系統(tǒng)研制開發(fā)是軟、硬件研究緊密結(jié)合的過程。在組合導航計算機系統(tǒng)需求分析的基礎上，本文首先討論了系統(tǒng)整

3、體架構(gòu)和處理器選擇；其次針對導航計算機系統(tǒng)各個功能模塊的硬件設計進行了說明，涉及處理器、存儲器、慣性器件接口、通訊接口、FPGA以及電源系統(tǒng)。然后對交叉開關網(wǎng)絡的設計情況進行了說明，介紹了基于多層AHB總線的實現(xiàn)方法。最后，對基于操作系統(tǒng)的導航計算機應用軟件設計情況進行了論述。通過車載試驗，所研制的異構(gòu)多處理器導航計算機能夠滿足系統(tǒng)所提出的高精度和高運算性能的要求，同時為多信息組合導航計算預留了處理器運算能力。該結(jié)構(gòu)計算機代表了高性能組