基于FPGA的导航主控板测试系统的开发与研究

摘要

惯性导航系统是20世纪中期发展起来的用于定位的技术,目前主要应用于航天、航空、航海领域,特别是军事领域。导航主控板的是整个捷联惯导系统重中之重,所以如何对主控板的各项功能进行检测与验收就显得十分重要。基于FPGA的导航主控板测试系统的开发就是为了应用于测试与验收导航主控板单板,其可以自动完成对导航主控板单板的硬件设备及内部算法的检测,大大的提高了工作效率,通过测试设备的RS232串口,可把测试结果显示到上位机,方便使用者观察。
　　此测试系统设计主要分为硬件和软件两个方面。本系统硬件部分由主电路模块,脉冲选择模块,温度选择模块,串口协议转换模块,隔离模块,电源模块六大模块构成。主模块部分选用Altera公司Cyclone III系列的FPGA器件EP3C25Q240C8作为控制器,串口协议转换模块选用多协议转换器件MAX3160实现RS232/RS422的转换,隔离模块选用HCPL0631光耦隔离模块对FPGA与外围电路进行了隔离。并使用了六角反相施密特触发器74HC14D和74ALVC244八同相三态缓冲器对FPGA进行了保护。软件部分由两部分组成,一部分是 FPGA的硬件逻辑设计使用verilog语言,主要实现信号生成和系统控制的功能。另一部分是DSP程序使用C语言,主要实现对导航主控板单板的各项功能进行测试。最后对测试系统的功能与性能进行了测试,并给出了结果。

目录

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 导航主控板相关技术

2.1 总体结构

2.2 FPGA逻辑

3测试系统模型建立与分析

3.1 需求分析

3.2 模型建立

4测试系统硬件设计及实现

4.1 硬件总体结构及功能要求

4.2 主控制板设计

4.3 顶层版与侧面板设计

4.4 PCB实现

4.5 硬件可靠性设计

4.6 本章小结

5测试系统软件设计及实现

5.1 FPGA逻辑设计

5.2 DSP程序设计

5.3 本章小结

6.1 硬件连接

6.2 系统检测

6.4 本章小结

7 结论

7.1 全文总结

7.2 有待近一步研究的问题

致谢

参考文献