SOPC的技術(shù)研究——基于SOPC的GPS接收系統(tǒng).pdf

1、全球定位系統(tǒng)(GPS)是精密的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)作為一個世界范圍內(nèi)全天候?qū)Ш蕉〞r系統(tǒng)，在軍用和民用導(dǎo)航方面的作用日益重要。除了GPS，還有俄羅斯的GLONASS和歐洲的Galileo系統(tǒng)。特別值得一提的是，中國自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)一“北斗雙星”也已初具規(guī)模。但是，GPS仍是當(dāng)今世界上最完善，應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。 SOPC片上可編程系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發(fā)的一種采用流

2、水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可以將它嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個基于NiosⅡ的SOPC片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性，恰恰滿足了GPS接收系統(tǒng)對速度的要求。 本文對GPS接收的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了較為深入的分析，結(jié)合Nios Ⅱ嵌入式處理器的特點，對算法進(jìn)行了合理的選擇與優(yōu)化，提出了一種基于SOPC的GPS接收系統(tǒng)設(shè)計方案。 論文的內(nèi)容主要包括

3、以下幾個方面： 1．分析了GPS信號的產(chǎn)生與構(gòu)成，討論C/A碼和P碼的產(chǎn)生及其相關(guān)性，然后對GPS系統(tǒng)接收過程進(jìn)行詳細(xì)分析，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點提出了相應(yīng)的IP設(shè)計； 2．本著增加系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)體積、提高便攜性、降低功耗和成本，同時提升系統(tǒng)的性能的原則，使用適合GPS系統(tǒng)的IP核配合Nios Ⅱ處理器搭建了SOPC系統(tǒng)，提出了一套基于SOPC的GPS接收設(shè)計方案； 3．應(yīng)用Nios Ⅱ開發(fā)工具編寫SOPC導(dǎo)航電文

4、解調(diào)軟件，完成了SOPC軟件部分，并在Modelsim中進(jìn)行了算法的仿真。 本論文創(chuàng)新點在于，首次將SOPC技術(shù)應(yīng)用到GPS接收系統(tǒng)中，并提出了相應(yīng)的設(shè)計方案；此外該系統(tǒng)還可以通過增加或者替換相應(yīng)衛(wèi)星信號跟蹤IP核的方式，在不改動硬件設(shè)計的前提下，增加系統(tǒng)接收能力或者實現(xiàn)同時接收諸如GLONASS或者是Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)的能力。 實驗結(jié)果表明本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計方案是可行的?；赟OPC的GPS接收系統(tǒng)在速度、功耗、