基于FPGA的慣導(dǎo)系統(tǒng)溫控電路接口設(shè)計(jì)

一、DSP 寫信號(hào)同步模塊

DSP 的數(shù)據(jù)寫入在寫信號(hào)控制下完成。由于DSP 和FPGA 采用不同的時(shí)鐘源，所以DSP產(chǎn)生的寫信號(hào)無(wú)法和FPGA 的主時(shí)鐘同步。這樣就會(huì)導(dǎo)致寫數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。該模塊用于將DSP 寫信號(hào)與FPGA 的主時(shí)鐘同步。

二、中斷生成模塊

由于本方案中，溫度值每秒更新一次。在溫度值更新后，通過(guò)中斷信號(hào)通知DSP 讀取溫度值。該模塊用于生成周期為1 秒的中斷脈沖。

三、尋址模塊

該模塊對(duì)FPGA 片內(nèi)資源進(jìn)行編址，由DSP 的地址總線控制尋址。準(zhǔn)確讀寫所需的數(shù)據(jù)。

(4)總線控制模塊

DSP 和FPGA 之間的數(shù)據(jù)總線是雙向總線，總線控制模塊用于控制總線的數(shù)據(jù)流向。當(dāng)DSP 從FPGA 中讀取溫度值時(shí)，總線控制模塊將溫度存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)總線相連，輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)DSP 向FPGA 中寫數(shù)據(jù)時(shí)，總線控制模塊將數(shù)據(jù)總線和雙口RAM 模塊相連，輸入數(shù)據(jù)。

(5)雙口RAM 模塊

該模塊主要實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能：當(dāng)DSP 寫數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)器中；當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后，將其中的控制量發(fā)送給DAC 控制模塊；與串口發(fā)送模塊通信，將所有數(shù)據(jù)依次串行輸出。

(6) 232 接口模塊

該模塊用于實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)輸出，它包含2 個(gè)子模塊：

一、串口波特率模塊

串口通信協(xié)議要求數(shù)據(jù)收發(fā)雙方有相同的波特率。該模塊用于設(shè)定串口通信波特率。

二、串口發(fā)送模塊

雙口RAM 模塊將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后，將給串口發(fā)送模塊一個(gè)標(biāo)志信號(hào)。串口發(fā)送模塊接到此信號(hào)后，依次將雙口RAM 模塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)串行輸出。

(7)DAC 接口模塊

該模塊包含2 個(gè)子模塊：

一、DAC 時(shí)鐘模塊

DAC 需要特定頻率范圍的時(shí)鐘來(lái)驅(qū)動(dòng)。該模塊用于生成驅(qū)動(dòng)DAC 的時(shí)鐘信號(hào)。

二、DAC 控制模塊

該模塊用于生成DAC 控制信號(hào)。它的基本原理是將雙口RAM 模塊輸出的7 路控制量存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器，然后根據(jù)DAC 的接口協(xié)議生成CLK,DATA,LOAD 和LDAC 等控制信號(hào)，這些信號(hào)將驅(qū)動(dòng)DAC 的工作，將數(shù)字控制量轉(zhuǎn)換成模擬電壓值。

圖4 溫度控制電路

6 結(jié)束語(yǔ)

FPGA 接口設(shè)計(jì)需要綜合考慮硬件連接，工作流程，接口協(xié)議和邏輯模塊等多方面因素，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。本文分別從以上幾方面介紹了基于FPGA 的光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)溫控電路接口設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)目前已應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，接口滿足系統(tǒng)要求，工作狀態(tài)良好。本文所述的FPGA 接口設(shè)計(jì)方案是可靠，穩(wěn)定和高效的?？蔀槠渌嚓P(guān)應(yīng)用提供有益的借鑒。