单片机与DSP中的双口RAM芯片CY7C028的INS/GPS组合导航系统
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资源说明:在众多组合导般系统中,INS/GPS组合导航系统更是发展迅速,在军用和民用领域均已获得广泛应用,而且愈来愈受到重视。就INS/GPS组合导航系统而言,除了要完成大量的导航解算工作外,还要完成控制、人机接口、与外部系统的通信等功能。由于导航系统对实时性要求较高,采用单片CPU来实现上述功能是不现实的。在研制某弹载INS/GPS组合导航系统时,针对弹载导航系统体积小、重量轻、功耗小的特点,设计了一种嵌入式高速处理系统。该系统采用TI公司的TMS320VC33和TMS320F240组成双DSP系统,即由两个DSP构成一个主从式系统完成相应功能。主从式系统设计的关键是主机与从机之间的数据通信。主从机之 在现代导航技术中,INS/GPS组合导航系统扮演着至关重要的角色,特别是在军事和民用领域。这种系统结合了惯性导航系统(INS)的连续定位能力与全球定位系统(GPS)的精确位置信息,能够提供高精度、高可靠性的实时导航解决方案。然而,由于导航系统对实时性和计算能力的需求,单个微处理器往往难以胜任。因此,采用双处理器系统,如单片机与DSP(数字信号处理器)的组合,成为了高效实现导航功能的有效途径。 在设计弹载INS/GPS组合导航系统时,考虑到了设备的小型化、轻量化以及低功耗要求。TI公司的TMS320VC33和TMS320F240双DSP配置被用于构建一个主从式处理系统,它们各自负责不同的导航任务,并通过数据通信实现协同工作。数据通信的方式有串行、并行、DMA(直接内存访问)以及双口RAM(Random Access Memory)等,其中双口RAM因其高速、并行且无需等待状态的特性,成为了实现实时数据交换的理想选择。 CY7C028是 Cypress 公司推出的一款64K×16位低功耗CMOS静态双口RAM芯片,其最大访问时间仅为12/15/20ns,适配于高性能的处理器系统。该芯片具有两个独立的读写端口,每个端口都有自己的数据线、地址线和控制线,允许两个处理器同时读写操作,而不会相互干扰。此外,CY7C028还配备了中断逻辑和忙逻辑,确保在两个处理器尝试访问相同地址时,能正确处理并发操作,防止数据错误。 在双口RAM的操作中,可能出现四种情况:不同时访问同一地址、同时读取同一地址、同时写入同一地址,以及同时读写同一地址。为了应对这些情况,CY7C028提供了两种判优机制:硬件判优和中断判优(也称为邮箱判优)。 硬件判优方式通过内置的仲裁逻辑解决地址冲突。当两个处理器试图访问同一地址时,其中一个处理器的BUSY信号变为低电平,阻止其进行数据存取,从而保护了数据的完整性。 中断判优方式利用双口RAM的两个中断引脚(INT),实现处理器间的通信。例如,当左侧处理器(CPUL)需要向右侧处理器(CPUR)发送数据时,它会先将数据存入指定地址,然后向CPUR的中断邮箱写入信号,触发CPUR中断服务子程序,读取并处理数据。这种方式确保了数据交换的有序进行,避免了数据竞争和潜在的错误。 双口RAM芯片CY7C028在INS/GPS组合导航系统中起到了关键的作用,它通过高效的通信机制,支持双处理器系统协同工作,满足了导航系统对实时性、数据交换速度和可靠性的严格要求。这种设计思路在弹载导航系统中尤为适用,因为弹载系统需要在极端条件下实现精准的导航功能,同时又要满足体积小、重量轻、功耗低的限制。
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