基于DSP的车载导航系统硬件电路设计与实现

基于DSP的车载导航系统硬件电路设计与实现

 

　　文中针对车载导航系统功能需求，设计了基于DSP芯片的车载导航系统，提出了一种基于TMS320C6713B的DSP处理器车载导航系统设计方案，介绍了系统的硬件设计和实现方法。该系统具有结构简单、可靠性高、维护方便，且有较好地继承性等特点。

　　车载导航系统工作原理

　　车载导航系统的主要功能是定时采集陀螺正交编码信号、加速度计的输入和里程计输入信号，并对采集的数据进行必要的处理，以实现导航解算。同时将采集数据通过RS422总线和CAN总线发送至地面监测设备;并通过RS422总线接收相关的命令及参数。

 

　　车载导航系统电路采用TI公司的TMS320C6713B-A200作为DSP，该DSP芯片标称主频为200MHz，工作在160MHz主频时DSP处理能力为1600MI·s-1/1200MFLOPS。使用40MHz的晶振作为DSP的时钟输入，经内部锁相环倍频后作为DSP工作的时钟，使用一片TPS70345电压调整器为其提供3.3V的IO电压和1.2V的内核电压;采用一片容量为16MB的MT48LC4M3282TG-7IT芯片作为SDRAM的存储器，存储器直接接入DSP的EMIF总线上，SDRAM芯片的地址线BA1、BA0和A11～A0接DSP芯片的EA15～EA2，数据线D31～D0接ED31～ED0。FlashRom芯片的地址线A22～A0接DSP芯片的GP13～CP11和EA21～EA2，数据线DQ15～DQ0，接ED15～ED0，初始化时GP13～GP13个引脚的状态为高，SDRAM芯片的片选信号接DSP芯片的CE0;采用一片容量为16MB的S29GL128N10TFIR1芯片为FlashRom存储器，FlashRom芯片的片选信号接DSP芯片的CE1。之所以DSP芯片的CE1接到FlashRom的片选上，是因其引导方式采用从ROM加载，BOOT程序存放在FlashRom存储器中。存储器的读写信号均接到DSP芯片的AWE信号上。DSP通过EMIF总线接口访问外部存储器，可通过操作寄存器控制对外部存储器的访问，简化了电路的设计

 

　　MHF+28515输出的+5V电源为整个模块提供数字电源，其中CAN总线协议芯片等部分+5V工作的芯片直接使用该电源;其他电路使用经转换后的电源其处理方法包括：通过电压调整器TPS70345将+5V电源转换成3.3V和1.2V电源，其中3.3V供DSP外围电路及SDRAM、Flash等芯片使用，1.2V供DSP内核使用;通过电压调整器TPS70351将+5V电源转换成3.3V和1.8V电压，其中3.3V供FPGA外围电路、光耦等芯片使用，1.8V供FPGA内核使用;通过两个DC/DC模块NKE0503将+5V电源转换成3.3V电压，一个供RS422隔离电路中的MAX3490及光耦使用，另一个供RS232隔离电路中的MAX3232及光耦使用。通过一个DC/DC模块NME0505将+5V电源进行隔离，供MAX481、CAN总线收发器和其通路上的光耦使用。MHF+28515输出的±15V电源为整个模块提供模拟电源，其中+15V电压通过三端稳压器JW78M05将电压转换成+5V模拟电压，供LM3940IMP和REF196使用;+5V模拟电压通过LM3940IMP转换成3.3V模拟电压，为运放供电;+5V模拟电压通过REF196转换成3.3V模拟电压，为电桥供电;+15V和-15V电压则是为运放OP497供电。。

 

　　状态检测信号包括3路跳模检测信号、3路高压状态信号和3路机抖状态信号，信号形式均为开关量，幅值为TTL，机抖状态信号和高压状态信号需光耦隔离。跳模检测信号处理形式和参数选择与加速度计信号相同;高压状态信号和机抖检测信号处理形式则与陀螺信号一致。