基于DSP/FPGA的捷联惯导系统设计：性能优化与优势分析

本篇硕士学位论文深入探讨了FPGA在捷联惯性导航系统（SINS）设计中的应用，针对当前惯性导航系统发展趋势——小型化、低成本和高性能，作者刘国志设计了一种基于数字信号处理器（DSP）与现场可编程门阵列（FPGA）的创新系统解决方案。该系统采用微机电系统（MEMS）传感器和高精度模拟到数字转换器（ADC），构建了惯性信号检测单元，FPGA负责输入/输出控制，而DSP则执行导航计算任务。 设计充分考虑了系统的成本效益，力求在性能和精度上达到最优。数据采集过程是系统设计的关键环节，涉及信号调理、A/D转换和FPGA等组成部分。FPGA在其中扮演核心角色，不仅实现了ADC的控制逻辑和时序生成，还配置了FIFO寄存器以缓存数据，扩展了UART串口以支持外部信息交互。通过搭建硬件验证平台和利用第三方仿真软件，作者对传感器性能以及FPGA各功能模块进行了详尽的测试和仿真。 论文详细阐述了惯性导航系统的历史背景和发展趋势，以及捷联惯导系统相较于平台式惯导系统的优势。通过实证研究，基于DSP/FPGA的捷联惯导系统证明了其在实际应用中的可行性，能够满足所需的精度和性能指标，同时展现出在小型化、低成本方面的显著优势。关键词涵盖了捷联惯导系统、数据采集、DSP、FPGA以及MEMS等关键技术，为惯性导航系统的未来发展提供了有价值的参考。 这篇论文不仅提供了一个创新的系统设计方案，还展示了FPGA在复杂系统中的集成能力和高效性能，对于推进惯性导航技术的小型化和智能化发展具有重要意义。