[发明专利]一种基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器及其实现方法，属于卫星导航领域。

背景技术

目前导航界测试定位导航产品的方法多为户外或直接跑车测试，多受到人员的限制和天气因素影响，测试环境搭建繁琐，测试效率低下；市面上的导航卫星信号模拟器多采用软件直接产生的方法，缺乏真实性与说服力。基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器可以将真实的卫星导航中频信号采集存储于计算机的硬盘中，并在实验室环境下复现真实的卫星导航中频信号，具备很强的真实性和说服力；也可直接使用设备自带的DSP验证导航算法，极大的提高了测试效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器及其实现方法，是为了解决导航产品测试时效率低下的问题。其具有利用AD与USB3.0技术实时采集存储4路卫星导航中频信号，利用DA与USB3.0技术复现4路卫星导航中频信号，还可利用板载DSP芯片验证导航算法的功能。

本发明技术方案如下：

一种基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器，包括上位机软件、FPGA模块、DSP模块、电源模块、时钟缓冲芯片、2片2路8位AD模块、4片10位DA模块、DDR芯片、USB3.0模块、2个J30J接口和串口电平转换模块；上位机软件包括：数据存储部分与数据提取部分。

所述的FPGA模块包括FPGA、JTAG链路和FLASH，FPGA使用Xilinx的型号为XC6SLX150-3FGG484I，JTAG链路使用Master SelectMap连接方式，FLASH使用Xilinx的型号为XCF32P。

所述的DSP模块包括DSP芯片、FLASH芯片、看门狗电路和时钟震荡电路，DSP芯片使用TI的TMS320C6747-PBGA256，看门狗电路使用TI的TPS3823-33，FLASH使用Adesto的SPI-Flash，型号为AT25DF081A，时钟震荡电路使用24M晶体振荡器。

FPGA与DSP使用EMIF总线进行通信，静态RAM选用Cypress的CY7C1011，EEPROM选用Atmel的AT28BV64B。

所述的电源模块包括电源接口和电压转换芯片，所述电源接口连接9至42V的宽输入电源，经所述电压转换芯片转换后输出。

所述的时钟缓冲芯片使用Cypress的CY2304，输入连接射频前段时钟信号，输出连接FPGA与AD。

所述AD模块使用TI的AD9288。

所述DA模块使用TI的AD9707。

所述DDR芯片使用Micron的DDR2SDRAM，型号为MT47H64M16。

所述的USB3.0模块包括USB3.0芯片和接口，USB3.0芯片选择Cypress的CYUSB3014，接口选择Micro-USB3.0-AB。

所述的CYUSB3014芯片与所述FPGA的接口采用Master FIFO Interface模式。

所述的上位机软件主要具备两种功能：数据采集存储功能，将USB3.0总线上的导航中频数据存储于计算机的硬盘中；数据输出功能，将计算机硬盘中的导航数据输出至USB3.0总线上。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采集存储复现的信号都为真实的导航卫星中频信号，具备很强的真实性和说服力，极大的提高了导航产品的测试效率，缩短研发周期。

2.本发明具有4路AD与DA，可任意采集复现4路GPS、BD或GLONASS信号。

3.本发明集采集存储复现功能与模拟导航中频信号产生功能为一体，降低了成本，提高了测试效率。

4.本发明使用结构简单的USB3.0作为数据传输总线，模拟导航中频信号产生功能只需先产生二进制文件，再使用数据输出功能就可产生模拟导航中频信号，不需要实时产生实时输出看，因此只需要中低端的计算机与FPGA，成本更低，方法更简单，开发周期短。

附图说明

图1是本发明基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器的硬件架构图。

图2是本发明基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器的上位机软件架构示意图。

图3是本发明基于FPGA与USB3.0的导航中频信号采集存储复现器的上位机数据采集存储与数据输出功能的软件流程图。

具体实施方式