[发明专利]一种基于集成多片核心集成电路的导航系统及方法

说明书

本发明涉及惯性导航系统技术领域，特别是涉及一种基于集成多片核心集成电路的导航系统及方法。导航系统包括主内核单元、从内核单元、FPGA控制单元、信息采集单元、用户设备单元、存储器、编码器单元、电机控制单元、加速度计脉冲输出单元。主内核单元用于对来自从内核单元的角速度信息、外部辅助信息、内部工作环境监测信息、用户指令信息、加速度信息，以及来自FPGA控制单元的编码器信息、电机控制信息进行导航解算，并将解算结果发送至从内核单元。本发明在满足系统整体功能和精度的前提下，实现了惯性导航系统的最小化全国产设计。本发明大大降低了采购成本，而且降低了设计难度和PCB电路板的设计和加工的要求。

技术领域

本发明涉及惯性导航系统技术领域，特别是涉及一种基于集成多片核心集成电路的导航系统及方法。

背景技术

惯性导航系统(INS，Inertial Navigation System)也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，依靠自身惯性测量器件，测量载体角速度和加速度信息，经导航解算实时输出载体的航姿、速度和位置等信息。

目前芯片国产化的必要性日益凸显，为了实现系统功能且系统国产化的目标，有必要开展全国产化设计研发工作。传统的导航系统的国产化设计方案为：将DSP、FPGA、SDRAM、FLASH和PROM等进行非集成化设计，增大了采购成本，提高了设计难度，对PCB设计要求高，而且可靠性偏低，现有的国产DSP主频相对偏低，不能满足高维度卡尔曼滤波的计算及高频导航解算的需求，而且单一DSP方案设计，核心算法与接口算法相互融合，不能满足项目协同测试，因此迫切需要改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于集成多片核心集成电路的导航系统及方法，采用了集成化设计，能够满足高维度卡尔曼滤波的计算及高频导航解算和项目协同测试的需求。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于集成多片核心集成电路的导航系统，包括：

信息采集单元，用于采集角速度信息、外部辅助信息、内部工作环境监测信息；

用户设备单元，用于采集用户指令信息；

加速度计脉冲输出单元，用于将加速度信息通过FPGA控制单元发送至从内核单元；

从内核单元，用于接收所述角速度信息、外部辅助信息、内部工作环境监测信息、用户指令信息、加速度信息；

编码器单元，用于采集编码器信息，并将编码器信息发送至FPGA控制单元；

电机控制单元，用于采集电机控制信息，并将所述电机控制信息发送至FPGA控制单元；

主内核单元，用于对来自从内核单元的角速度信息、外部辅助信息、内部工作环境监测信息、用户指令信息、加速度信息，以及来自FPGA控制单元的编码器信息、电机控制信息进行导航解算，并将解算结果发送至从内核单元；

存储器，其与所述主内核单元、从内核单元、FPGA控制单元相连接。

在本发明的一实施例中，所述信息采集单元包括：

陀螺仪，用于采集所述角速度信息，并将所述角速度信息发送至从内核单元；

外部辅助设备，用于采集所述外部辅助信息，并将所述外部辅助信息发送至从内核单元；

内部工作环境传感器，用于采集所述内部工作环境监测信息，并将所述内部工作环境监测信息发送至从内核单元。

在本发明的一实施例中，所述导航系统还包括：

供电电路，其用于为所述导航系统供电；

复位电路，其用于将复位信号输出至所述主内核单元、从内核单元、FPGA控制单元；