GPS軟件接收機(jī)信號(hào)實(shí)時(shí)接收與傳輸技術(shù)

摘要 基于gp2015射頻芯片和tms320c6713 i)sp處理器，提出了一種gps軟件接收機(jī)信號(hào)實(shí)時(shí)接收及傳輸?shù)幕痉桨浮＝榻B了射頻前端的基本構(gòu)造以及它與dsp進(jìn)行高速實(shí)時(shí)傳輸?shù)慕涌诜桨?，并且重點(diǎn)描述了一種基于edma數(shù)據(jù)傳輸方式的實(shí)現(xiàn)及完整的軟件設(shè)計(jì)流程。本方案利用edma在cpu后臺(tái)高效地實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)搬移，減少對(duì)cpu的使用，提高了平臺(tái)運(yùn)行速度，滿足gps軟件接收機(jī)高速實(shí)時(shí)性要求。 引 言 近些年來，gps全球定位系統(tǒng)在城市交通、導(dǎo)航、氣象、土地測(cè)量測(cè)繪以及*現(xiàn)代化建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用。相較于傳統(tǒng)的gps接收機(jī)射頻前端和信號(hào)處理部分由專用芯片來實(shí)現(xiàn)，軟件接收機(jī)以fpga、dsp等硬件平臺(tái)作為基礎(chǔ)，將gps信號(hào)量化成數(shù)字信號(hào)，通過可移植的軟件算法來實(shí)現(xiàn)各種功能。 在gps軟件接收機(jī)中，經(jīng)射頻前端(rf)將高頻衛(wèi)星信號(hào)3級(jí)下變頻至中頻信號(hào)，再交由dsp進(jìn)行基帶算法和導(dǎo)航解算處理。接收機(jī)對(duì)信號(hào)接收和傳輸?shù)倪B續(xù)性和實(shí)時(shí)性要求很高。ti公司c67系列的dsp具有豐富的外設(shè)，其中增強(qiáng)型直接存儲(chǔ)器訪問(edma)和多通道緩沖串口(mcbsp)是其無需cpu的參與

基于FPGA的GPS和GSM雙重車載定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

cd及控制模塊等組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。fpga芯片主要實(shí)現(xiàn)niosⅱ軟核處理器、片上存儲(chǔ)器和各種接口驅(qū)動(dòng)等功能，其包括niosⅱ系統(tǒng)和外設(shè)兩部分。niosⅱ系統(tǒng)包括niosⅱ處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、串行接口、并行接口和連接各個(gè)組件的avalon交換結(jié)構(gòu)總線。其中g(shù)ps_uart和gsm_uart分別實(shí)現(xiàn)與gps和gsm模塊的串行通信，lcd控制器實(shí)現(xiàn)與人機(jī)交互模塊的連接。 圖1 車載導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 2.1 gps和gsm模塊 對(duì)于gps模塊，采用zarlink公司的gp2015，它的主要任務(wù)是對(duì)接收到的gps信號(hào)進(jìn)行外差式下變頻，內(nèi)部包括一個(gè)片內(nèi)頻率合成器、三級(jí)混頻器、自動(dòng)增益控制電路及量化器。在其內(nèi)部使用鎖相環(huán)頻率合成器合成本地參考信號(hào)，然后和接收信號(hào)進(jìn)行混頻。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，射頻前端gp2015需要兩個(gè)外部時(shí)鐘，一個(gè)是10 mhz的基準(zhǔn)頻率，另一個(gè)是其內(nèi)部a／d的采樣時(shí)鐘，頻率為5.714 mhz；在gps接收機(jī)的設(shè)計(jì)中，射頻前端與基帶處理模塊的時(shí)鐘相位保持一致或相位誤差比較小時(shí)，有助于提高接收機(jī)的定位精度?？紤]到這一點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中fpga和射頻前端共用一個(gè)時(shí)鐘源

基于GP2015的GPS接收機(jī)射頻前端電路

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GP2015的GPS接收機(jī)射頻電路圖

• 基于GP2015的GPS接收機(jī)射頻前端電路

  相關(guān)元件pdf下載：gp2015 gp2015是一個(gè)gps接收機(jī)射頻前端電路，提供一個(gè)低功率、低成本和高可靠性的gps射頻前端解決方案。與gp2010性能相同，采用tqfp-48封裝，工作電源電壓為3v～5v，功耗200mw(3v電壓)。ll(1575．42mhz)c／a(coarse-acquisition)碼信號(hào)通過天線和低噪聲放大器輸入到gp2015，gp2015輸出是一個(gè)2bit的數(shù)字信號(hào)。gp2015包括一個(gè)片上合成器、混頻器、自動(dòng)增益控制(agc)和一個(gè)提供符號(hào)和量級(jí)數(shù)字輸出的量化器，構(gòu)成一個(gè)完整的gps接收機(jī)射頻前端電路僅需要極少的外部元件，可以與gp2021 12信道gps相關(guān)器和gp4020 gps基帶處理器配套使用，適合c／a代碼全球定位的衛(wèi)星接收機(jī)、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)航和測(cè)量應(yīng)用。

• 基于GP2021的GPSl2信道相關(guān)器電路

  相關(guān)元件pdf下載：gp2021 gp2015 gp2021是一個(gè)12信道的c／a碼基帶相關(guān)器，在navstar gps衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中應(yīng)用?？梢耘cgp2015和gp2010 c／a碼射頻下變頻器組合使用。gp2021可以與大多數(shù)的16 bit和32 bit微處理器組合使用，尤其適合motorola和intel的微處理器。另外，片上支持arm60 32 bit risc微處理器。當(dāng)使用arm60 32 bit risc微處理器時(shí)，片上的存儲(chǔ)器支持所有的gps接收機(jī)功能。在不需要12個(gè)通道工作時(shí)，gp2021允許12個(gè)通道中的任一個(gè)不工作，以降低功耗和減少微處理器的負(fù)載。在備用電池模式，gp2021允許所有的功能不使能，僅32．768khz振蕩器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘(real time clock，rtc)維持工作。gp2021具有12個(gè)獨(dú)立的相關(guān)器信道，雙uart和rtc，電源電壓5v，功耗小于150mw，備用電池電壓2．2v。采用80l mqfp封裝，封裝尺寸14mm×14mm×2．0mm，適合gps導(dǎo)航接收機(jī)、gps測(cè)量接收機(jī)、gps時(shí)間傳遞接收機(jī)等應(yīng)用。 典型

• 基于GP4020的GPS接收機(jī)基帶處理器電路

  arm7tdmi、thumb指令、firefly bμild模塊、jtag icebreakertm調(diào)試接口、uart、bμild串行 i／o、通用i／o和看門狗功能。 gp4020具有：可配置的外部數(shù)據(jù)總線；工作電源電壓3．3v；具有低功耗模式；1pps utc輸出；3線式bμld串行輸入／輸出(bsio)接口；8個(gè)通用輸入／輸出(gpio)接口；引導(dǎo)rom允許通過uart上載軟件；8kb內(nèi)部sram；采用pqvp-loo封裝；工作溫度范圍-40℃～+85℃。 gp4020可以與gp2015和gp2010 c／a碼射頻下變頻器直接連接，構(gòu)成gps導(dǎo)航系統(tǒng)、gps測(cè)量接收機(jī)等系統(tǒng)。