基于FPGA+DSP的开放式GPS接收机软、硬件平台
2019-07-13 10:56发布
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PurpStar00A是基于FPGA+DSP的开放式GPS接收机软、硬件平台,它是为高校院所提供的一套完整的GPS接收机学习研发平台。公司在为用户提供完整的GPS软、硬件技术平台基础上,指定配套的同步学习教材;配置详尽的平台用户手册;详解内部的关键核心技术,从而使您不仅能拥有完整的GPS软、硬件技术平台。同时稍加改动就能设计出符合自身需求的高性能GPS接收机。
PurpStar00A采用Xilinx公司FPGA完成16通道GPS数字相关器以及双路高速度、大缓存UARTs等GPS解调、通信模块。运用TI公司DSP在实时多线程操作系统DSP/BIOS中实现三角阶跃搜索法、载波相位平滑伪距以及卡尔曼滤波等GPS定位、导航算法。
PurpStar00A型GPS接收机实物图
一、硬件特征
电路板为六层板,外观尺寸为11cm*15cm,采用Altium Designer设计工具完成,电路板布局合理、工作可靠、扩展充裕、配置灵活。其具体硬件特征如下:
1、Xilinx Spartan-3A FPGA (XC3S1400AN 或 XC3SD1800ADSP)。
2、TI TMS320C6713B DSP (BGA200MHz 或 BGA300MHz)。
3、64 Mb(64M x1) FPGA配置串行Flash。
4、8 Mb( 512K x16) DSP配置并行Flash。
5、64 Mb(2M x 32) SDRAM(导航数据缓存区)。
6、256 Kb(32k x 8) NV SRAM(星历与历书储存区)。
7、GPS 射频前端芯片。
8、10MHz 温度补偿晶振。
9、高精度实时时钟(锂电池)。
10、三组独立线性电源。
11、接口支持:
UART、SPI 、I2C、GPIO、多路LED输出指示及FPGA、DSP配置接口。
12、配套附件:
电源适配器、GPS天线、USB/RS232转换器、光盘(FPGA、DSP源码及用户指导手册等)。
PurpStar00A型GPS接收机结构图
二、源码特性
Xilinx ISE FPGA集成环境完成GPS数字相关器设计;TI CCS DSP开发工具实现GPS定位、导航算法;Visual C++/MFC编写GPS串口监控界面。其具体源码特性如下:
1、基于FPGA 的24通道GPS数字相关器,运用Verilog语言与原理图混合输入的最佳编程风格,具备并行通道快速搜索功能,另配带两路高速、大缓存UART的源码程序。
2、基于DSP BIOS实时多任务操作系统,采用C/C++语言完成搜索、捕获、跟踪、同步等信号处理阶段。实现三角阶跃搜索法、载波相位平滑伪距及卡尔曼滤波等GPS定位、导航算法。
3、基于Visual C++/MFC编程环境,利用USB/RS232转换器直接挂于上位机USB接口的GPS监控界面。
三、技术指标
PurpStar00A是一款准确性高、正直性好和鲁棒性强的GPS接收机。它是集GPS接收机算法研究、设计、开发与应用为一体的学习研发平台。同时可作为北斗二代、格洛纳斯的过度平台。其主要技术指标如下:
1、接收信号频率:1575.42MHz
2、并行通道数目:16
3、定位更新速率:10Hz
4、热启捕获时间:3秒(平均)
5、重新捕获时间:1秒(平均)
6、位置精度:水平 9.0m (95%)
垂直 15.0m (95%)
7、速度精度:水平 0.1 m/s (RMS)
垂直 0.15 m/s (RMS)
8、时间精度:100ns (1PPS)
9、天线接口:SMA型
10、数据接口:UARTs,SPI,PPI
11、工作电压:5VDC
12、工作温度:-40°C至 +85°C
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