[发明专利]一种基于双DSP和CPLD的导航及接口计算机

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)和复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)的导航及接口计算机，属于惯导系统导航计算机领域，适用于以RS-422作为输出的陀螺、加计和以正交编码脉冲作为输出的测角装置构建的旋转型惯导系统及其他惯导系统，特别适用于以标准航空总线MIL-STD-1553B和ARINC-429接口通讯的机载设备。

背景技术

随着运载体对导航系统精度的要求不断提高，基于旋转调制理论的旋转型惯导系统得到了快速发展。旋转型惯导系统是利用电机等执行机构对IMU做周期性旋转，使得垂直于旋转轴方向上的常值和慢变误差被调制成均值为零的周期性误差，从而提高惯导系统的精度。由于旋转型惯导系统在原有惯导系统上增加了辅助旋转的测角装置，因此对此类惯导系统的导航计算机提出了新的要求。

传统的导航计算机多为专用的工控机，其存在体积大、可移植性差等缺点。随着数字信号处理器(DSP)技术的不断发展，以DSP主控芯片的导航计算机也相继出现，例如DSP/CPLD，DSP/FPGA等。但此类导航计算机中的数据采集、导航解算、数据传输都是由单一DSP完成，很难稳定可靠的完成导航(特别是组合导航)的复杂运算，加之主控芯片的外部接口有限，难以同时满足实际应用中与运载体不同数据格式的各个系统单元之间的融合。

发明内容

本发明所要解决的问题：克服现有惯性导航计算机的不足，提出一种基于双DSP和CPLD的导航及接口计算机，可满足旋转型惯导系统对导航计算机提出的新的要求，并可实现与标准航空接口的各类设备之间的数据通讯，具有集成度高、可扩展性强、可移植性强的特点。

本发明的技术解决方案：一种基于双DSP和CPLD的导航及接口计算机，适用于以RS-422作为输出的陀螺、加计和以正交编码脉冲作为输出的测角装置构建的旋转型惯导系统及其他惯导系统，包括DSP1模块、DSP2模块、CPLD模块、双口RAM模块、以太网接口模块、MIL-STD-1553B接口模块、ARINC-429接口模块、扩展RS-422接口模块。

所述DSP1模块通过地址总线1和数据总线1与双口RAM模块互连，实现与DSP2模块的通讯；通过RS-422串行总线与陀螺、加计相连，通过给其发送同步脉冲锁存陀螺加计的数据，同时也锁存DSP2模块读取的测角装置数据；通过其内部的EMAC/MDIO模块与以太网接口模块互连，实现与以太网数据接口的通讯。

所述DSP2模块通过地址总线2和数据总线2与双口RAM模块互连，实现与DSP1模块的通讯；通过地址总线3和数据总线3依次与MIL-STD-1553B接口模块、ARINC-429接口模块、扩展RS-422接口模块互连，分别实现与1553B数据接口、429数据接口、RS-422数据接口的通讯；通过地址总线4和数据总线4与CPLD模块互连，读取由CPLD模块采集的测角装置数据；通过控制总线与CPLD模块互连，实现对MIL-STD-1553B接口模块、ARINC-429接口模块、扩展RS-422接口模块的片选、读/写等控制信号的操作。

所述CPLD模块外接测角装置，对测角装置输出的正交编码脉冲进行计数，并转化为角度信息供DSP2模块读取；与MIL-STD-1553B接口模块、ARINC-429接口模块、扩展RS-422接口模块互连，实现对各模块的片选、读/写等信号的操作。

所述双口RAM模块通过地址总线1和数据总线1以及地址总线2和数据总线2分别于DSP1模块和DSP2模块互连，实现DSP1模块和DSP2模块之间的总线通讯。

所述的以太网接口模块与DSP1模块的专用以太网模块接口EMAC/MDIO互连，EMAC/MDIO模块与以太网接口模块共同使用外部时钟，实现DSP1与以太网接口之间的数据通讯。

所述的MIL-STD-1553B接口模块通过数据总线3和地址总线3与DSP2模块互连，实现DSP2模块与1553B接口之间的数据通讯。

所述的ARINC-429接口模块通过数据总线3和地址总线3与DSP2模块互连，实现DSP2模块与429接口之间的数据通讯。

所述的扩展RS-422接口模块通过数据总线3和地址总线3与DSP2模块互连，实现DSP2模块与扩展的4路RS-422接口之间的数据通讯。

本发明与现有技术相比的优点在于：