一种基于FPGA和DSP的导航计算机板的制作方法

一种基于fpga和dsp的导航计算机板
技术领域
1.本发明涉及导航计算机技术领域，尤其涉及一种基于fpga和dsp的导航计算机板。


背景技术：

2.随着科技的发展，各行业对惯导系统的要求也越来越高；传统导航设备硬件结构采用if板，电源板，导航计算机板，导航底板的架构，复杂度高且体积难以控制，并且需要增加mcu进行数据的处理和转换，从而使得现有惯导设备体积较大，成本也较高。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于fpga和dsp的导航计算机板，能够简化整个导航计算机板的电路结构，并降低设备体积，同时能够有效提高运算效率，并降低成本。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：包括电路板，在该电路板上集成有fpga模块、dsp模块以及外围接口电路和电源电路；所述dsp模块通过emif接口fpga模块与相连；所述外围接口电路包括串口通信电路和板卡连接器，fpga模块的外围电路通过串口通信电路与板卡连接器相连；所述电源电路也与板卡连接器相连，以接入外部电源，同时，该电源电路为fpga模块和dsp模块供电。
5.进一步地，所述dsp模块包括cpu核心、片上外围电路以及两级cache系统。
6.进一步地，所述fpga模块的外围电路包括复位与时钟电路、jtag模式的配置电路、与上位机进行通信的串口通信电路，与外部进行通信的网络通信电路以及电源电路。
7.进一步地，所述fpga模块采用xc7k325t-2ffg900芯片。
8.进一步地，所述电源电路采用双电源结构，其中，一个电源提供fpga的内核1.0v电压；另一个电源提供4路并行电源，分别为fpga的bank1，2以及外围模块提供3.3v电压，bank3提供1.8v电压，以及dsp内核1.2v电压。
9.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、将fpga、dsp以及外围接口电路集成在同一块电路板上，从而大大简化硬件结构，使整体结构更加简单，并且体积更小。
10.2、dsp通过emif接口技术与fpga相连，有效解决的fpga、dsp通信难的问题，从而大大提高数据传递、处理的效率。
附图说明
11.图1为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
12.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
13.实施例：参见图1，一种基于fpga和dsp的导航计算机板，包括电路板，在该电路板上集成有fpga模块、dsp模块以及外围接口电路和电源电路。
14.所述dsp模块通过emif接口fpga模块与相连；从而实现数据通信，并通过fpga模块提供rs-422、以太网等硬件接口。其中，所述dsp模块包括cpu核心、片上外围电路以及两级cache系统。具体地，cpu核心采用八流出超长指令字结构，整体作为sram映射到存储空间；为了降低功耗，其采用了双电源供电的方案，可并行输出4路电源。dsp芯片的内核电源需要1.2v，dsp外围电路的供电电源为3.3v，主要为dsp的io供电；其次，dsp需要设计时钟电路来产生时钟信号作为内核、片内外设以及外部接口的时钟源，本方案选用24mhz晶振作为时钟源；最后采用flash和sdram对导航程序、数据、参数进行保存以及对dsp的复位和emif通信。
15.实施时，所述fpga模块采用xc7k325t-2ffg900芯片；其包含840个数字信号器、445个36kb的bram,、326080个逻辑单元、10个cmt，16个gtx等可编程资源、可实现高性能数字信号处理、大容量的逻辑运算等应用，具有高带宽的数据吞吐能力。在导航计算机中fpga主要实现的功能是数据采集、将数据传输给dsp、与上位机通信等。所述fpga模块的外围电路包括复位与时钟电路、jtag模式的配置电路、与上位机进行通信的串口通信电路，与外部进行通信的网络通信电路以及电源电路。
16.所述外围接口电路包括串口通信电路和板卡连接器，fpga模块的外围电路通过串口通信电路与板卡连接器相连。fpga模块通过外围串口，网口处理接收到的外部导航信息，运用 emif总线技术传输给dsp，dsp通过导航算法对导航信息进行解算将结果传输给fpga，最后通过串口，网口输出至外部。
17.所述电源电路也与板卡连接器相连，以接入外部电源，同时，该电源电路为fpga模块和dsp模块供电。所述电源电路采用双电源结构，其中，一个电源提供fpga的内核1.0v电压；另一个电源提供4路并行电源，分别为fpga的bank1，2以及外围模块提供3.3v电压，bank3提供1.8v电压，以及dsp内核1.2v电压；上电时序为1.0v＞1.2v＞1.8v＞3.3v。
18.工作过程中，fpga的io口ac26连接到dsp的复位管脚，上电后对此io进行先拉低再拉高操作，以此对dsp进行复位；惯性导航系统数据通过串口i存入fpga的ram1中的指定地址，dsp通过emif总线读取该地址中的数据，进行分析解算后，将解算后的数据又通过emif总线写入ram2的指定地址，fpga将该地址的数据通过串口ii或者通过spi总线到网络芯片输出至外部系统或上位机。
19.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：包括电路板，在该电路板上集成有fpga模块、dsp模块以及外围接口电路和电源电路；所述dsp模块通过emif接口fpga模块与相连；所述外围接口电路包括串口通信电路和板卡连接器，fpga模块的外围电路通过串口通信电路与板卡连接器相连；所述电源电路也与板卡连接器相连，以接入外部电源，同时，该电源电路为fpga模块和dsp模块供电。2.根据权利要求1所述的一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：所述dsp模块包括cpu核心、片上外围电路以及两级cache系统。3.根据权利要求1所述的一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：所述fpga模块的外围电路包括复位与时钟电路、jtag模式的配置电路、与上位机进行通信的串口通信电路，与外部进行通信的网络通信电路以及电源电路。4.根据权利要求1所述的一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：所述fpga模块采用xc7k325t-2ffg900芯片。5.根据权利要求1所述的一种基于fpga和dsp的导航计算机板，其特征在于：所述电源电路采用双电源结构，其中，一个电源提供fpga的内核1.0v电压；另一个电源提供4路并行电源，分别为fpga的bank1，2以及外围模块提供3.3v电压，bank3提供1.8v电压，以及dsp内核1.2v电压。

技术总结
本发明公开了一种基于FPGA和DSP的导航计算机板，包括电路板，在该电路板上集成有FPGA模块、DSP模块以及外围接口电路和电源电路；所述DSP模块通过EMIF接口FPGA模块与相连；所述外围接口电路包括串口通信电路和板卡连接器，FPGA模块的外围电路通过串口通信电路与板卡连接器相连；所述电源电路也与板卡连接器相连，同时，该电源电路为FPGA模块和DSP模块供电。本发明能够简化整个导航计算机板的电路结构，并降低设备体积，同时能够有效提高运算效率，并降低成本。并降低成本。并降低成本。


技术研发人员：刘熙文 黄国松 苏柳 莫兰俊
受保护的技术使用者：重庆华渝电气集团有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/2/23