一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星/慣性(GPS/INS)組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)是低成本精確打擊和微型飛行器的首選導(dǎo)航系統(tǒng)，它由微型傳感器和微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)組成，因此，微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和研究成為關(guān)鍵。當(dāng)今先進(jìn)的電子技術(shù)也加快了微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的發(fā)展。由于導(dǎo)航系統(tǒng)采集信號(hào)種類多，處理信息的算法較復(fù)雜，對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)接口和處理能力要求較高。導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化對(duì)微小型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)提出了現(xiàn)實(shí)需求。以個(gè)人計(jì)算機(jī)為核心處理器的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量大、功耗大，還增加了導(dǎo)航系統(tǒng)的成本，并且程序效率和直接操作硬件的靈活性也都受到影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，體積小、實(shí)時(shí)性好，且滿足大容量數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算速度快。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，包括多路復(fù)用器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、存儲(chǔ)器、顯示屏、通用異步收發(fā)器、串行總線、電平轉(zhuǎn)換芯片和輸入/輸出接口，體積小、實(shí)時(shí)性好，且滿足大容量數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算速度快。
[0005]多路復(fù)用器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，多路復(fù)用器用于多路輸入信號(hào)的分別讀取并輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路復(fù)用器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，輸入端上連接有現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，數(shù)字信號(hào)處理器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列相連，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出對(duì)多路復(fù)用器的邏輯控制指令至現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出片選控制指令至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)而控制多路復(fù)用器的導(dǎo)通和關(guān)斷。存儲(chǔ)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)。顯示屏與數(shù)字信號(hào)處理器相連，顯示屏將數(shù)字信號(hào)處理器的工作狀態(tài)顯示在屏幕上。通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，通用異步收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的緩存及采樣。通用異步收發(fā)器的輸入端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接收數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)通用異步收發(fā)器的邏輯控制指令并將該指令轉(zhuǎn)換后輸出通用異步收發(fā)器的使能和讀寫信號(hào)。串行總線一端與通用異步收發(fā)器相連，另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片相連，電平轉(zhuǎn)換芯片與輸入/輸出接口相連，串行總線為通用異步收發(fā)器和電平轉(zhuǎn)換芯片提供串行信號(hào)傳輸通道，電平轉(zhuǎn)換芯片將通用異步收發(fā)器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后傳輸至輸入/輸出接口。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)所述的多路復(fù)用器有多個(gè)。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)所述的數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間通過并行接口相連，且數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間連接有地址線和數(shù)據(jù)線。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)所述的存儲(chǔ)器包括閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
[0009]本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的有益效果為:
[0010]a.體積小；
[0011]b.實(shí)時(shí)性好；
[0012]c.適用于大容量數(shù)據(jù)的采集和處理；
[0013]d.運(yùn)算速度快。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，包括多路復(fù)用器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、存儲(chǔ)器、顯示屏、通用異步收發(fā)器、串行總線、電平轉(zhuǎn)換芯片和輸入/輸出接口，體積小、實(shí)時(shí)性好，且滿足大容量數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算速度快。
[0016]多路復(fù)用器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，多路復(fù)用器用于多路輸入信號(hào)的分別讀取并輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路復(fù)用器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，輸入端上連接有現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，數(shù)字信號(hào)處理器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列相連，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出對(duì)多路復(fù)用器的邏輯控制指令至現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出片選控制指令至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)而控制多路復(fù)用器的導(dǎo)通和關(guān)斷。多路復(fù)用器有多個(gè)。導(dǎo)航信息傳輸量大，信息需要分別進(jìn)行采集，利用多個(gè)多路復(fù)用器進(jìn)行多通道采集。在數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出某一個(gè)多路復(fù)用器的讀取指令后，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列將該指令轉(zhuǎn)換為片選控制指令，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器上連接的相應(yīng)引腳的多路復(fù)用器導(dǎo)通進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，避免信號(hào)混亂。
[0017]存儲(chǔ)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)。存儲(chǔ)器包括閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)需要對(duì)結(jié)果和程序進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)，這對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要。數(shù)據(jù)通信的正確性保證了系統(tǒng)的有效性，但是同時(shí)重要程序和正確的結(jié)果需要記錄保存，這樣才能保證系統(tǒng)的可靠性。閃存和磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)時(shí)掉電后不丟失。閃存和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的接口簡(jiǎn)單，直接擴(kuò)展數(shù)字信號(hào)處理器的存儲(chǔ)空間。磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器對(duì)數(shù)據(jù)的掉電保護(hù)時(shí)效長(zhǎng)且性能穩(wěn)定，增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)和程序保存的可靠性。
[0018]顯示屏與數(shù)字信號(hào)處理器相連，顯示屏將數(shù)字信號(hào)處理器的工作狀態(tài)顯示在屏幕上。
[0019]通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，通用異步收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的緩存及采樣。通用異步收發(fā)器的輸入端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接收數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)通用異步收發(fā)器的邏輯控制指令并將該指令轉(zhuǎn)換后輸出通用異步收發(fā)器的使能和讀寫信號(hào)。串行總線一端與通用異步收發(fā)器相連，另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片相連，電平轉(zhuǎn)換芯片與輸入/輸出接口相連，串行總線為通用異步收發(fā)器和電平轉(zhuǎn)換芯片提供串行信號(hào)傳輸通道，電平轉(zhuǎn)換芯片將通用異步收發(fā)器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后傳輸至輸入/輸出接口。利用數(shù)字信號(hào)處理器外部擴(kuò)展專用的通用異步收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的緩存及采樣，這樣有利于提高數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)的CPU工作效率，滿足導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鞣矫嬉?，使CPU可以專著于數(shù)據(jù)的解算分析。而且異步收發(fā)器芯片硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，功耗低，可擴(kuò)展接口豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)大量不同種類數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性傳輸。數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間通過并行接口相連，且數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間連接有地址線和數(shù)據(jù)線。數(shù)字信號(hào)處理器通過地址總線對(duì)通用異步收發(fā)器的內(nèi)部寄存器進(jìn)行尋址，通過數(shù)據(jù)總線給各個(gè)寄存器輸入正確的控制字，進(jìn)行初始化。進(jìn)行正確的初始化工作之后，就可以實(shí)現(xiàn)基本的串口通訊。通過電平格式轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器之間的數(shù)據(jù)通信。
[0020]當(dāng)然上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，包括多路復(fù)用器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、存儲(chǔ)器、顯示屏、通用異步收發(fā)器、串行總線、電平轉(zhuǎn)換芯片和輸入/輸出接口，其特征在于:多路復(fù)用器的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，多路復(fù)用器用于多路輸入信號(hào)的分別讀取并輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路復(fù)用器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，輸入端上連接有現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，數(shù)字信號(hào)處理器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列相連，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出對(duì)多路復(fù)用器的邏輯控制指令至現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出片選控制指令至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)而控制多路復(fù)用器的導(dǎo)通和關(guān)斷；存儲(chǔ)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ);顯示屏與數(shù)字信號(hào)處理器相連，顯示屏將數(shù)字信號(hào)處理器的工作狀態(tài)顯示在屏幕上;通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，通用異步收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的緩存及采樣;通用異步收發(fā)器的輸入端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接收數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)通用異步收發(fā)器的邏輯控制指令并將該指令轉(zhuǎn)換后輸出通用異步收發(fā)器的使能和讀寫信號(hào)；串行總線一端與通用異步收發(fā)器相連，另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片相連，電平轉(zhuǎn)換芯片與輸入/輸出接口相連，串行總線為通用異步收發(fā)器和電平轉(zhuǎn)換芯片提供串行信號(hào)傳輸通道，電平轉(zhuǎn)換芯片將通用異步收發(fā)器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后傳輸至輸入/輸出接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其特征在于:所述多路復(fù)用器有多個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其特征在于:所述數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間通過并行接口相連，且數(shù)字信號(hào)處理器與通用異步收發(fā)器之間連接有地址線和數(shù)據(jù)線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，其特征在于:所述存儲(chǔ)器包括閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種計(jì)算機(jī)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，體積小，且滿足大容量數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算速度快。多路復(fù)用器用于多路輸入信號(hào)的分別讀取并輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路復(fù)用器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出。數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出對(duì)多路復(fù)用器的邏輯控制指令至現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出片選控制指令至模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)而控制多路復(fù)用器的導(dǎo)通和關(guān)斷。通用異步收發(fā)器完成數(shù)據(jù)的緩存及采樣?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列接收數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)通用異步收發(fā)器的邏輯控制指令并將該指令轉(zhuǎn)換后輸出通用異步收發(fā)器的使能和讀寫信號(hào)。
【IPC分類】G01C21/20
【公開號(hào)】CN205228473
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521108858
【發(fā)明人】賈冠楠
【申請(qǐng)人】賈冠楠
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日