[发明专利]基于ZYNQ处理器的实时飞控导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于ZYNQ处理器的实时飞控导航系统包括：实时导航核心模块、GPS接收机、惯导组合、显示单元和雷达传感器，其中，GPS接收机通过RS232总线与实时导航核心模块相连，惯导组合通过RS422总线与实时导航核心模块相连，显示单元通过VGA线与实时导航核心模块相连，雷达传感器通过RS485总线与实时导航核心模块相连。本发明最大程度地发挥异构多核处理器的优势，缩短了计算延迟时间，拓宽了系统的优化空间，形式灵活，提高了系统的集成度。

技术领域

本发明涉及飞控导航领域，尤其涉及基于ZYNQ处理器的实时飞控导航系统及方法。

背景技术

传统的飞控导航方法会由于GPS接收机、惯导组合、数传电台、雷达传感器等设备数据率和传输带宽不完全同步，控制计算机、通讯接口卡等运算能力有限，进程易被操作系统打断，存在导航信息较高的延迟，对雷达传感器信号处理过程中某些依赖时间信息的工作造成困难，增加了数据分析难度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明目的在于提供一种基于ZYNQ处理器的实时飞控导航系统及方法，解决现有方法导航信息延迟等问题。

一种基于ZYNQ处理器的实时飞控导航系统具体包括：实时导航核心模块、GPS接收机、惯导组合、显示单元和雷达传感器，其中，

所述GPS接收机通过RS232总线与实时导航核心模块相连，惯导组合通过RS422总线与实时导航核心模块相连，显示单元通过VGA线与实时导航核心模块相连，雷达传感器通过RS485总线与实时导航核心模块相连。

进一步地，所述实时导航核心模块由导航计算芯片ZYNQ和数据存储模块构成，用于对所述GPS接收机、所述惯导组合、所述显示单元和所述雷达传感器传输的数据进行格式解析、导航计算与结果输出。

进一步地，所述数据存储模块用于存储所述实时导航核心模块、GPS接收机、惯导组合、雷达传感器的数据。

进一步地，所述实时导航核心模块包括PS(Processing System)模块和PL(Programmable Logic)模块，所述PS模块和所述PL模块之间通过内部总线AXI互联。

进一步地，所述PS模块采用多核的ARM Cortex A9处理器，所述PL模块采用Xilinx的7系列FPGA信号处理器。

进一步地，所述PL模块实时接收所述GPS接收机、惯导组合、雷达传感器的原始通讯数据，所述PL模块按时序将原始通讯数据解析后通过AXI总线发送给所述PS模块。

进一步地，所述PS模块通过AXI总线获取所述PL模块解析的通讯数据，通过运行在所述PS模块中的嵌入式系统应用程序进行数据的格式转换，实时计算导航数据；所述PS模块通过VGA接口将所述导航数据输出至显示单元，同时将原始通讯数据和所述计算后的导航数据传输至数据存储模块进行保存。

本发明还提供一种基于ZYNQ处理器的实时飞控导航方法包括步骤：

S1、实时导航核心模块中PL模块实时获取通讯数据；

S2、实时导航核心模块中PS模块模块实时计算导航数据；

S3、实时导航核心模块中PS模块输出导航数据。

进一步地，所述步骤S2中实时计算导航数据具体为：

S201、启动命令发送线程，获取应用程序界面参数；

S202、导航计算线程接收来自PL模块的GPS接收机、惯导组合的通讯数据，所述通讯数据包括姿态信息，将GPS地理坐标系下坐标转换成雷达坐标系坐标，在一个通讯周期内完成导航数据计算；

S203、将命令字和导航数据计算结果组合拼接，将该结果发送给PL模块，PL模块转换格式发送给雷达传感器；