Xscale+FPGA微型飞行器控制系统硬件设计

"基于XScale与FPGA的微小型飞行器控制系统硬件设计" 本文主要探讨了一种基于XScale微处理器和现场可编程门阵列（FPGA）的微小型飞行器（MAV）控制系统的硬件设计。XScale是英特尔公司推出的一种高效的嵌入式处理器架构，它基于ARM内核，具有低功耗和高性能的特点，适用于处理复杂的导航和控制算法。 该控制系统采用双芯片设计，XScale处理器负责执行导航和控制算法，而FPGA则承担处理外部信号的核心任务。FPGA因其可编程性和灵活性，能够根据需求定制硬件逻辑，对于实时性和处理速度有较高要求的信号处理任务尤为适用。选择嵌入式Linux作为软件平台，是因为其开放源代码、丰富的软件库和良好的稳定性，可以满足复杂系统的需求。 在系统设计中，开发了Bootloader，这是操作系统加载前运行的一段小程序，确保系统的正确启动。嵌入式Linux进行了适当的裁减，以适应微小型飞行器的资源限制和特定需求。同时，为FPGA设计并实现了驱动程序，使其能够有效地与处理器和其他硬件组件通信。 针对FPGA处理的信号，设计了模拟/数字（A/D）采样硬件电路，用于采集飞行器的各种传感器数据。使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）编写了这些电路模块的软件设计，确保了信号转换的准确性和实时性。 实验测试结果显示，这种基于XScale+FPGA的控制系统具有较高的集成度，能有效地整合各种功能模块，同时具备良好的实时性，这对于微小型飞行器的稳定控制至关重要。该设计在微小型飞行器领域具有广泛的应用前景，能够为飞行器的精准导航和控制提供强大的硬件支持。 关键词涵盖的领域包括XScale处理器、微小型飞行器、嵌入式Linux以及飞行控制系统，这些都是该研究的核心技术点。文章的中图分类号和文献标识码分别对应科技文献的分类和标识，表明这是一篇关于电子与通信技术领域的学术论文。