[发明专利]一种基于FPGA和DSP的惯性器件仿真控制系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA和DSP的惯性器件仿真控制系统，涉及惯性测试仿真系统控制领域。本发明包括硬件部分和与之配套的软件部分，其硬件部分包括：HMI上位机、DSP芯片、DDR寄存器、FLASH寄存器1、FPGA芯片、FLASH寄存器2、差分接口芯片、角度传感器、RS232串口芯片、DA转换芯片、驱动器、电机，其软件部分包括：HMI上位机应用程序模块、DSP数据读取模块、DSP数据处理模块、DSP数据传输模块、FPGA传感器数据采集模块，HMI上位机与DSP芯片之间通过RS232串口进行连接，DSP芯片的型号为TMS320F28377SPTP，DSP芯片内部集成了DSP数据读取模块、DSP数据处理模块、DSP数据传输模块。该控制系统采用HMI作为人机交互界面，通过组态编程实现，设计简单，成本低、体积小、界面维护方便。

技术领域

本发明属于惯性测试仿真系统控制领域，特别是涉及一种基于FPGA和DSP的惯性器件仿真控制系统。

背景技术

伴随着现代的光学陀螺仪、振动陀螺仪、微机电陀螺仪和加速度等惯性器件的性能提升和制造成本的降低，惯性器件的使用范围和领域得到进一步扩展。目前，由惯性器件设计制造的惯性导航系统、惯性测量系统等已经广泛应用于太空试验平台、飞行器导航、船舶导航、导弹制导、大地测量、无人驾驶等领域。

由于惯性器件存在零漂，其精度会随着使用的时间和温度变化而变化，因此，惯性器件需要用到惯性测试仿真系统对其进行标定和校准，惯性测试仿真系统的控制精度就直接影响到了惯性器件的标定和校准精度，最终影响到惯性系统的精度。

目前市场上的惯性测试仿真系统大都采用PC上位机+RT实时操作系统的组合方式，通过PCI板卡进行控制，其成本高、体积大、工程实现方式和拆装相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA和DSP的惯性器件仿真控制系统，该控制系统采用HMI作为人机交互界面，通过组态编程实现，设计简单，成本低、体积小、界面维护方便，解决了通过PCI板卡进行控制，其成本高、体积大、工程实现方式和拆装相对复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于FPGA和DSP的惯性器件仿真控制系统，包括硬件部分和与之配套的软件部分；

其硬件部分包括：HMI上位机、DSP芯片、DDR寄存器、FLASH寄存器1、FPGA芯片、FLASH寄存器2、差分接口芯片、角度传感器、RS232串口芯片、DA转换芯片、驱动器、电机；

其软件部分包括：HMI上位机应用程序模块、DSP数据读取模块、DSP数据处理模块、DSP数据传输模块、FPGA传感器数据采集模块。

进一步地，所述HMI上位机与DSP芯片之间通过RS232串口进行连接，所述DSP芯片的型号为TMS320F28377SPTP，DSP芯片内部集成了DSP数据读取模块、DSP数据处理模块、DSP数据传输模块。

进一步地，所述DDR寄存器采用IS61LV25616-8TI型SRAM芯片，所述DDR寄存器与DSP芯片之间双向连接；

所述FLASH寄存器1采用SST39VF800-70-4I-EK型FLASH芯片，该寄存器与DSP芯片之间双向连接。

进一步地，所述FPGA芯片采用Spartan-3E系列芯片XC3S500E-4PQ208I，该芯片与DSP芯片之间通过数据总线、地址总线、控制总线进行连接；

所述FLASH寄存器2选用FLASH XCF04S作为FPGA的配置芯片。

进一步地，所述差分接口芯片采用SN65HVD78D型接口芯片，该芯片与FPGA芯片之间通过串口连接；

所述角度传感器选用型号为ECN225的旋转编码器。