基于DSP和FPGA的飛行器雙核控制設(shè)計

　　四軸飛行器是一種四旋翼的飛行器，其四個螺旋槳都是通過無刷電機驅(qū)動產(chǎn)生上升力，X形的布局允許飛行器通過飛控系統(tǒng)改變無刷電機轉(zhuǎn)速，起到了穩(wěn)定飛行姿態(tài)的作用。近年來，無論是軍事科技上還是民用航拍市場，甚至快遞物流行業(yè)，四軸飛行器在這些行業(yè)中都有著不可忽視的應(yīng)用，因此對飛行器的飛控系統(tǒng)提出了的更多樣化功能要求。本課題根據(jù)當(dāng)前軍事和民用方面對四軸飛行器提出的功能要求以及常用飛控系統(tǒng)的特性，結(jié)合DSP與FPGA的優(yōu)勢，為滿足目標(biāo)識別功能，提出了基于DSP+FPGA的飛行器雙核控制設(shè)計。

　　為了實現(xiàn)四軸飛行器的基本飛行控制以及擴展功能，首先提出了飛控系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，本課題所設(shè)計的飛控系統(tǒng)分為地面站主控板和飛行器控制板兩個部分。地面站主控板接收飛行器主控板傳回的飛行器各項參數(shù)，并向飛飛控板發(fā)送上位機下達的控制命令；飛行器主控板用于采集傳感器數(shù)據(jù)，以及控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)飛行器飛行控制。地面站和飛控板皆采用DSP+FPGA雙核設(shè)計，在地面站上DSP用于控制2.4G數(shù)傳接收發(fā)送飛行命令，F(xiàn)PGA控制USB接口與上位機通信；在飛控板上DSP除了控制2.4G數(shù)傳外，還擔(dān)負著后續(xù)圖像處理的核心工作，而FPGA則怍為飛行控制的主處理器，用于采集傳感器數(shù)據(jù)進行飛行器姿態(tài)調(diào)整。接著詳細介紹了地面站和飛控板硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計，例如地面站上的USB2.O接口、2.4G無線收發(fā)模塊、飛控板上的GY86模塊以及視頻解碼模塊等；軟件部分主要包括DSP+FPGA通信和PWM波輸出等，最后介紹了一種DSP與FPGA之間數(shù)據(jù)通信的方法。

　　本文最大的特點，在于合理分配FPGA和DSP片上資源，運用其自身優(yōu)勢條件，不僅能實現(xiàn)基本飛行控制，而且還可實現(xiàn)四軸飛行器可配置性，使其具備目標(biāo)識別功能，有效提高了系統(tǒng)的嵌入性。
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