[發明專利]一種基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器

在審

• 申請號: 201710043570.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106873450A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 龔文飛;王俊;宋金坤;藺鴻;郭旭強;靳文鑫
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙)11392
• 代理人: 董琪

技術領域

本發明涉及一種基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器及其實現方法，屬于衛星導航領域。

背景技術

目前導航界測試定位導航產品的方法多為戶外或直接跑車測試，多受到人員的限制和天氣因素影響，測試環境搭建繁瑣，測試效率低下；市面上的導航衛星信號模擬器多采用軟件直接產生的方法，缺乏真實性與說服力。基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器可以將真實的衛星導航中頻信號采集存儲于計算機的硬盤中，并在實驗室環境下復現真實的衛星導航中頻信號，具備很強的真實性和說服力；也可直接使用設備自帶的DSP驗證導航算法，極大的提高了測試效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器及其實現方法，是為了解決導航產品測試時效率低下的問題。其具有利用AD與USB3.0技術實時采集存儲4路衛星導航中頻信號，利用DA與USB3.0技術復現4路衛星導航中頻信號，還可利用板載DSP芯片驗證導航算法的功能。

本發明技術方案如下：

一種基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器，包括上位機軟件、FPGA模塊、DSP模塊、電源模塊、時鐘緩沖芯片、2片2路8位AD模塊、4片10位DA模塊、DDR芯片、USB3.0模塊、2個J30J接口和串口電平轉換模塊；上位機軟件包括：數據存儲部分與數據提取部分。

所述的FPGA模塊包括FPGA、JTAG鏈路和FLASH，FPGA使用Xilinx的型號為XC6SLX150-3FGG484I，JTAG鏈路使用Master SelectMap連接方式，FLASH使用Xilinx的型號為XCF32P。

所述的DSP模塊包括DSP芯片、FLASH芯片、看門狗電路和時鐘震蕩電路，DSP芯片使用TI的TMS320C6747-PBGA256，看門狗電路使用TI的TPS3823-33，FLASH使用Adesto的SPI-Flash，型號為AT25DF081A，時鐘震蕩電路使用24M晶體振蕩器。

FPGA與DSP使用EMIF總線進行通信，靜態RAM選用Cypress的CY7C1011，EEPROM選用Atmel的AT28BV64B。

所述的電源模塊包括電源接口和電壓轉換芯片，所述電源接口連接9至42V的寬輸入電源，經所述電壓轉換芯片轉換后輸出。

所述的時鐘緩沖芯片使用Cypress的CY2304，輸入連接射頻前段時鐘信號，輸出連接FPGA與AD。

所述AD模塊使用TI的AD9288。

所述DA模塊使用TI的AD9707。

所述DDR芯片使用Micron的DDR2SDRAM，型號為MT47H64M16。

所述的USB3.0模塊包括USB3.0芯片和接口，USB3.0芯片選擇Cypress的CYUSB3014，接口選擇Micro-USB3.0-AB。

所述的CYUSB3014芯片與所述FPGA的接口采用Master FIFO Interface模式。

所述的上位機軟件主要具備兩種功能：數據采集存儲功能，將USB3.0總線上的導航中頻數據存儲于計算機的硬盤中；數據輸出功能，將計算機硬盤中的導航數據輸出至USB3.0總線上。

本發明的有益效果在于：

1.本發明采集存儲復現的信號都為真實的導航衛星中頻信號，具備很強的真實性和說服力，極大的提高了導航產品的測試效率，縮短研發周期。

2.本發明具有4路AD與DA，可任意采集復現4路GPS、BD或GLONASS信號。

3.本發明集采集存儲復現功能與模擬導航中頻信號產生功能為一體，降低了成本，提高了測試效率。

4.本發明使用結構簡單的USB3.0作為數據傳輸總線，模擬導航中頻信號產生功能只需先產生二進制文件，再使用數據輸出功能就可產生模擬導航中頻信號，不需要實時產生實時輸出看，因此只需要中低端的計算機與FPGA，成本更低，方法更簡單，開發周期短。

附圖說明

圖1是本發明基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器的硬件架構圖。

圖2是本發明基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器的上位機軟件架構示意圖。

圖3是本發明基于FPGA與USB3.0的導航中頻信號采集存儲復現器的上位機數據采集存儲與數據輸出功能的軟件流程圖。

具體實施方式