Проектирование и особенности совмещенного GPS/ГЛОНАСС приемника

Кристаллы универсального радиочастотного преобразователя были изготовлены по нормам 0,11 мкм технологического процесса. При самостоятельном использовании кристалл размещался в корпусе QFN-32 размерами 5×5 мм. Возможно также использование корпуса FBGA-35 размерами 4×3 мм. Цифровой навигационный процессор - единый, одновременно обеспечивающий обработку сигналов как СРНС GPS, так и ГЛОНАСС. На рис. 2 приведена блок-схема кристалла ЦНП.

Рис. 2 - Блок-схема цифрового навигационного процессора

Основным в составе ЦНП является блок коррелятора, содержащий специализированные цифровые устройства обработки сигналов (СЦУОС) и встроенные вычислитель и оперативную память. СЦУОС совместно с вычислителем обеспечивают поиск и обнаружение оцифрованных в РЧП сигналов обеих СРНС, слежение за сигналами, выделение из них служебной информации и измерение параметров отслеживаемых сигналов. Блок коррелятора позволяет подключить устройства внешней памяти (Flash, SDRAM). Предусмотрен интерфейс сигналов времени, включающий в себя как выдачу метки времени, например, с частотой 1 Гц, так и прием сигналов внешних событий.

Блок интерфейса данных обеспечивает информационное взаимодействие ЦНП с широким спектром внешних устройств. Для связи с внешним прикладным (иначе - главным или хост-процессором) служат интерфейсы PIF/SPI, UART и I2C. Интерфейс PIF - это параллельный 4-битный SPI-подобный интерфейс фирмы MStar Semiconductor. Протоколы обмена по UART - NMEA0183 и бинарный. Для соединения со стандартными пользовательскими устройствами служит интерфейс USB1.1. Предусмотрен интерфейс для подключения дисплея пользовательских устройств, например навигатора (PND). Три вида интерфейса предназначены для подключения внешних датчиков - I2C (мастер) и преобразователь широтно-импульсной модуляции (ШИМ) - для датчиков движения и АЦП (два канала), например, для датчиков температуры. Интерфейс SPI (мастер) предназначается для управления режимами работы РЧП. Предусмотрены также 14 программируемых линий ввода-вывода общего назначения (GPIO) (General Purpose Input/Output).

Блок питания содержит линейные преобразователи напряжения и обеспечивает остальные блоки необходимыми номиналами питания. Во многих применениях возможно электропитание кристалла ЦНП от единственного источника с напряжением 1,8 или 2,8 В.

Блок управления мощностью обладает возможностями гибкой избирательной подачи питания только на активно функционирующие блоки и устройства, обеспечивая тем самым режимы эффективной экономии энергопотребления.В частности, предусмотрено питание от отдельной маломощной батареи схемы хранения реального времени, что позволяет продолжительно отключать устройства приемника (РЧП и ЦНП) и внешний опорный генератор.

Производительность вычислителя ЦНП в состоянии обеспечивать выполнение всего круга задач сигнальной обработки, а также навигационных вычислений для определения координат потребителя. В то же время в вычислителе ЦНП не была запроектирована внутренняя, энергетически независимая память для хранения программ. Объем оперативной памяти был выбран достаточным для хранения программы сигнальной обработки и соответствующих данных, или, в альтернативном варианте, достаточным для хранения только данных, используемых в полном комплекте программ сигнальной и навигационной обработки. В последнем случае программы должны исполняться из внешней памяти, подключаемой к ЦНП по специальному интерфейсу. То есть очередная команда, подлежащая исполнению, выбирается процессором непосредственно из внешней памяти.

Статья в тему

Электромеханический следящий привод робота
Разработать электромеханический следящий привод «плечевой» степени подвижности двухзвенного плоского манипулятора робота, кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Рис 1. Расчётная кинематическая схема манипуляционного механизма. Основные технические требова ...