基于TMS320F28335的小型導航計算機系統(tǒng)

　　近幾年來 ，基于 GPS、MEMS—IMU、磁通門羅盤 、里程計等傳感器 的小型車載組合導航系統(tǒng)備受關(guān) 注，設(shè)計這一類系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)是如何在給定的導航精度下不斷降低成本 、體積和功耗。作為這類小型導航系統(tǒng)的核心——導航計算機 ，大 多采用 雙處理器 ，如DSP+ARM 、DSP+FPGA 、DSP+DSP ，或者 在FPGA上集成多個處 理器 等構(gòu)架 實現(xiàn) 系統(tǒng)設(shè)計 ，其中 DSP完成數(shù)字信號處理和導航解算任務(wù) ，另一塊處理器完成數(shù)據(jù)采集 ，串口通信 、人機交互等功能。德州儀器（TI）公司 DSP產(chǎn) 品族 中 TMSF28X系列數(shù)字信號控制器 內(nèi)嵌 32位 DSP核 ，最高運算速度達150MIPS，還配置了豐富的外設(shè) ，兼?zhèn)?了較強的運算能力和控制 、通信功能 ，但 由于其核 心運算 單元 為定點DSP J， 限制了它在需要大量浮點運算 的導航計算機收稿 日期 ：2009—06—03作者簡介 ：劉明（1973一 ），男，云 南會澤人 ，高級 工程 師 ，博 士研究生 ，主要研 究領(lǐng)域為水下航行 器組合導航。中的應(yīng)用 ，該公司隨后推出的新型浮點數(shù)字信號控制器——TMS320F2833x系列 彌補 了這一缺 陷，片上集成 32位單精度浮點運算單元（FPU），每秒可做 300兆次浮點 運 算 J，是 目前 國 內(nèi)導 航 系 統(tǒng) 普遍 采 用 的TMS320VC33浮點 型 DSP運算速 度 的兩倍 ，其 串口、ADC、CAN總線等外設(shè)資源更為強大。本設(shè)計的小型車載導航計算機系統(tǒng)用于運動速度不大于 80km／h的車輛導航定位 ，為保證 GPS信號持續(xù)失效 1h內(nèi)定位精度不超過規(guī)定值 ，導航系統(tǒng)對計算機具體要求包括 ：實 時采集 3路異步 串 口數(shù)據(jù) （更新率為 1S）；以 10Hz采樣率采集來 自 MIMU的 6路模擬量信號并支持 200h以上數(shù)據(jù)存儲 ；能與上位機通過 CAN總線交換數(shù)據(jù) ；運算能力需滿足導航算法對硬 件 的 需 求 ，導 航 解 算 周 期 不 超 過 100 ms。TMS320F28335型 DSP（以下簡稱 F28335）運算速度和片上資源可滿足上述要求 ，外擴 1GBFlash芯片實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)存儲 ，預(yù) 留 HPI接 I=1線后還可方便地搭建TI高性能浮點 DSP陣列。設(shè)計 以單個 DSP系統(tǒng)實現(xiàn)了以往雙系統(tǒng) 導航計算機同等的性能