多体制卫星导航终端设备硬件设计与研究

论文摘要

硬件平台是多体制卫星导航终端设备的一个重要组成部分,为基带处理和解算软件提供了运行环境和最底层的硬件支持。本文针对接收机需求和结构特点进行了硬件选择和相关模块的设计,详细论述了作者在多体制导航终端设备的研制过程中进行硬件设计的思路和具体所作的一些硬件设计要点。文中首先介绍了卫星定位的基本原理,描述了接收机的结构。然后根据接收机需求对现行基带和处理器硬件实现技术进行了对比和分析,比较了FPGA、DSP、ASIC的特点,比较了ARM、PowerPC、X86的特点,根据硬件设计的要求选择了FPGA+ARM的实现路径。接着设计了以FPGA+ARM为核心的硬件平台结构,根据需求选择了S3C2440和EP3C120。对S3C2440以及外接FLASH、SDRAM、实时时钟等做了详细设计;对EP3C120及FPGA配置下载电路和外接SDRAM、FLASH做了详细设计;设计了串行接口、USB接口、FPGA与ARM通信接口、LCD显示接口、键盘扫描电路等。最后,对每个模块的功耗进行了分析,设计了电源。文章的重点在于设计思路。对数字接收机结构和功能的分析引出了硬件实现技术方案的讨论结果。根据技术方案设计的硬件平台结构和需求,决定了核心器件及外围器件。由核心器件的特点设计了FPGA与处理器之间的接口。依据功耗估计给出了电源的选择准则。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 卫星导航定位系统
• 1.3 本文主要任务及内容安排
• 2 接收机结构及实现技术路线
• 2.1 卫星导航定位原理
• 2.2 导航终端设备结构
• 2.3 需求与实现技术路径
• 3 平台硬件设计
• 3.1 系统总体设计
• 3.2 模拟中频接收电路设计
• 3.3 FPGA选型与功能实现方案
• 3.4 嵌入式处理器选型及其外围电路设计
• 3.5 通信接口设计
• 3.6 人机接口设计
• 3.7 功耗与电源
• 4 系统调试与问题
• 4.1 系统调试
• 4.2 存在的问题与改进思想
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录