一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种计算机，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机。
【背景技术】
[0002]卫星/惯性(GPS/INS)组合导航定位系统是低成本精确打击和微型飞行器的首选导航系统，它由微型传感器和微型导航计算机组成，因此，微型导航计算机的设计和研究成为关键。当今先进的电子技术也加快了微型导航计算机的发展。由于导航系统采集信号种类多，处理信息的算法较复杂，对导航计算机接口和处理能力要求较高。导航系统的小型化对微小型导航计算机提出了现实需求。以个人计算机为核心处理器的导航计算机系统不仅结构复杂、体积大、重量大、功耗大，还增加了导航系统的成本，并且程序效率和直接操作硬件的灵活性也都受到影响。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，体积小、实时性好，且满足大容量数据的采集，数据运算速度快。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种计算机，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，包括多路复用器、模数转换器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、存储器、显示屏、通用异步收发器、串行总线、电平转换芯片和输入/输出接口，体积小、实时性好，且满足大容量数据的采集，数据运算速度快。
[0005]多路复用器的输出端与模数转换器的输入端相连，多路复用器用于多路输入信号的分别读取并输出，模数转换器用于将多路复用器输出的信号转换为数字信号后输出。模数转换器的输出端与数字信号处理器相连，输入端上连接有现场可编程门阵列，数字信号处理器与现场可编程门阵列相连，数字信号处理器对接收到的信号进行运算处理，数字信号处理器发出对多路复用器的逻辑控制指令至现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对接收到的信号进行处理后输出片选控制指令至模数转换器进而控制多路复用器的导通和关断。存储器与数字信号处理器相连，存储器用于数据和程序的存储。显示屏与数字信号处理器相连，显示屏将数字信号处理器的工作状态显示在屏幕上。通用异步收发器与数字信号处理器相连，通用异步收发器与数字信号处理器之间进行双向数据传输，通用异步收发器完成数据的缓存及采样。通用异步收发器的输入端与现场可编程门阵列的输出端相连，现场可编程门阵列接收数字信号处理器对通用异步收发器的逻辑控制指令并将该指令转换后输出通用异步收发器的使能和读写信号。串行总线一端与通用异步收发器相连，另一端与电平转换芯片相连，电平转换芯片与输入/输出接口相连，串行总线为通用异步收发器和电平转换芯片提供串行信号传输通道，电平转换芯片将通用异步收发器发出的信号进行电平转换后传输至输入/输出接口。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机所述的多路复用器有多个。
[0007]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机所述的数字信号处理器与通用异步收发器之间通过并行接口相连，且数字信号处理器与通用异步收发器之间连接有地址线和数据线。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机所述的存储器包括闪存、同步动态随机存储器和磁性随机存取存储器。
[0009]本实用新型一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机的有益效果为:
[0010]a.体积小；
[0011]b.实时性好；
[0012]c.适用于大容量数据的采集和处理；
[0013]d.运算速度快。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机的系统框图。
【具体实施方式】
[0015]在图1中，本实用新型涉及一种计算机，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，包括多路复用器、模数转换器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、存储器、显示屏、通用异步收发器、串行总线、电平转换芯片和输入/输出接口，体积小、实时性好，且满足大容量数据的采集，数据运算速度快。
[0016]多路复用器的输出端与模数转换器的输入端相连，多路复用器用于多路输入信号的分别读取并输出，模数转换器用于将多路复用器输出的信号转换为数字信号后输出。模数转换器的输出端与数字信号处理器相连，输入端上连接有现场可编程门阵列，数字信号处理器与现场可编程门阵列相连，数字信号处理器对接收到的信号进行运算处理，数字信号处理器发出对多路复用器的逻辑控制指令至现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对接收到的信号进行处理后输出片选控制指令至模数转换器进而控制多路复用器的导通和关断。多路复用器有多个。导航信息传输量大，信息需要分别进行采集，利用多个多路复用器进行多通道采集。在数字信号处理器发出某一个多路复用器的读取指令后，现场可编程门阵列将该指令转换为片选控制指令，控制模数转换器上连接的相应引脚的多路复用器导通进行数据的采集，避免信号混乱。
[0017]存储器与数字信号处理器相连，存储器用于数据和程序的存储。存储器包括闪存、同步动态随机存储器和磁性随机存取存储器。导航计算机运行时需要对结果和程序进行实时的存储，这对于系统设计非常重要。数据通信的正确性保证了系统的有效性，但是同时重要程序和正确的结果需要记录保存，这样才能保证系统的可靠性。闪存和磁性随机存取存储器进行数据和程序的存储时掉电后不丢失。闪存和同步动态随机存储器的接口简单，直接扩展数字信号处理器的存储空间。磁性随机存取存储器对数据的掉电保护时效长且性能稳定，增加系统数据和程序保存的可靠性。
[0018]显示屏与数字信号处理器相连，显示屏将数字信号处理器的工作状态显示在屏幕上。
[0019]通用异步收发器与数字信号处理器相连，通用异步收发器与数字信号处理器之间进行双向数据传输，通用异步收发器完成数据的缓存及采样。通用异步收发器的输入端与现场可编程门阵列的输出端相连，现场可编程门阵列接收数字信号处理器对通用异步收发器的逻辑控制指令并将该指令转换后输出通用异步收发器的使能和读写信号。串行总线一端与通用异步收发器相连，另一端与电平转换芯片相连，电平转换芯片与输入/输出接口相连，串行总线为通用异步收发器和电平转换芯片提供串行信号传输通道，电平转换芯片将通用异步收发器发出的信号进行电平转换后传输至输入/输出接口。利用数字信号处理器外部扩展专用的通用异步收发器完成数据的缓存及采样，这样有利于提高数字信号处理器内的CPU工作效率，满足导航计算机系统数据传输的各方面要求，使CPU可以专著于数据的解算分析。而且异步收发器芯片硬件电路实现简单，功耗低，可扩展接口丰富，能够实现大量不同种类数据的实时性传输。数字信号处理器与通用异步收发器之间通过并行接口相连，且数字信号处理器与通用异步收发器之间连接有地址线和数据线。数字信号处理器通过地址总线对通用异步收发器的内部寄存器进行寻址，通过数据总线给各个寄存器输入正确的控制字，进行初始化。进行正确的初始化工作之后，就可以实现基本的串口通讯。通过电平格式转换，可以实现PC机与数字信号处理器之间的数据通信。
[0020]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，包括多路复用器、模数转换器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、存储器、显示屏、通用异步收发器、串行总线、电平转换芯片和输入/输出接口，其特征在于:多路复用器的输出端与模数转换器的输入端相连，多路复用器用于多路输入信号的分别读取并输出，模数转换器用于将多路复用器输出的信号转换为数字信号后输出；模数转换器的输出端与数字信号处理器相连，输入端上连接有现场可编程门阵列，数字信号处理器与现场可编程门阵列相连，数字信号处理器对接收到的信号进行运算处理，数字信号处理器发出对多路复用器的逻辑控制指令至现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对接收到的信号进行处理后输出片选控制指令至模数转换器进而控制多路复用器的导通和关断；存储器与数字信号处理器相连，存储器用于数据和程序的存储;显示屏与数字信号处理器相连，显示屏将数字信号处理器的工作状态显示在屏幕上;通用异步收发器与数字信号处理器相连，通用异步收发器与数字信号处理器之间进行双向数据传输，通用异步收发器完成数据的缓存及采样;通用异步收发器的输入端与现场可编程门阵列的输出端相连，现场可编程门阵列接收数字信号处理器对通用异步收发器的逻辑控制指令并将该指令转换后输出通用异步收发器的使能和读写信号；串行总线一端与通用异步收发器相连，另一端与电平转换芯片相连，电平转换芯片与输入/输出接口相连，串行总线为通用异步收发器和电平转换芯片提供串行信号传输通道，电平转换芯片将通用异步收发器发出的信号进行电平转换后传输至输入/输出接口。2.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，其特征在于:所述多路复用器有多个。3.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，其特征在于:所述数字信号处理器与通用异步收发器之间通过并行接口相连，且数字信号处理器与通用异步收发器之间连接有地址线和数据线。4.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，其特征在于:所述存储器包括闪存、同步动态随机存储器和磁性随机存取存储器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种计算机，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的微型导航计算机，体积小，且满足大容量数据的采集，数据运算速度快。多路复用器用于多路输入信号的分别读取并输出，模数转换器用于将多路复用器输出的信号转换为数字信号后输出。数字信号处理器对接收到的信号进行运算处理，数字信号处理器发出对多路复用器的逻辑控制指令至现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对接收到的信号进行处理后输出片选控制指令至模数转换器进而控制多路复用器的导通和关断。通用异步收发器完成数据的缓存及采样。现场可编程门阵列接收数字信号处理器对通用异步收发器的逻辑控制指令并将该指令转换后输出通用异步收发器的使能和读写信号。
【IPC分类】G01C21/20
【公开号】CN205228473
【申请号】CN201521108858
【发明人】贾冠楠
【申请人】贾冠楠
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月28日