ARM与FPGA通信

１０８　传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）　２０１１年第３０卷第７期　

基于ＡＲＭ＋ＦＰＧＡ的ＧＰＳ接收机设计　

邢增强　，李金海　，梁华庆。，汪峰　，阎跃鹏　（１．中国科学院微电子研究所。北京１０００２９；２．中国石油大学，北京１０２２４９）　

摘要：针对ＧＰＳ接收机在民用和军事领域的重要应用，设计了一种基于ＡＲＭ＋ＦＰＧＡ的ＧＰＳ接收机。　接收机的射频前端采用ＧＰ２０１５芯片，基带处理部分采用ＡＲＭ９内核的ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１芯片和Ｃｙｃｌｏｎｅ　ＩＩ　系列的ＥＰ２Ｃ７０Ｆ６７２１８芯片。同时阐述来接收机的软件设计，包括捕获引擎、跟踪引擎、解凋电文，定位解　算等。该接收机通过现场实验定位精度为６ｍ（经度）／８ｍ（纬度），动态性能达２０００ｍ／ｓ，可以实现高动态　导航定位，同时体积小，功耗低。　关键词：ＧＰＳ接收机；ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１；ＥＰ２Ｃ７０Ｆ６７２１８；ＧＰ２０１５　中图分类号：ＴＮ９６７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００－９７８７（２０１１）０７－００１０８－０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ＧＰＳ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　

ＸＩＮＧ　Ｚｅｎｇ—ｑｉａｎｇ。，。ＬＩ　Ｊｉｎ．ｈａｉ　，ＬＩＡＮＧ　Ｈｕａ　ｑｉｎｇ。，ＷＡＮＧ　Ｆｅｎｇ　，ＹＡＮ　Ｙｕｅ—ｐｅｎｇ　（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｉｎｏｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２９，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ＧＰＳ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｃｉｖｉｌｉａｎ　ａｎｄ　ｍｉｌｉｔａｒｙ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ＧＰ２０１５　ｃｈｉｐ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ’ｓ　ＲＦ　ｆｒｏｎｔ—ｅｎｄ．Ｔｈｅ　ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１　ｃｈｉｐ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ９　ｃｏｒｅ　ａｎｄ　Ｔｈｅ　Ｃｙｃｌｏｎｅ　ＩＩ　ｓｅｒｉｅｒｓ　ＥＰ２Ｃ７０Ｆ６７２１８　ｃｈｉｐ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｅ—ｂａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｐａｒｔ．Ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ’Ｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃａｐｔｕｒｅ　ｅｎｇｉｎｅ，ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅ，ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｓｓａｇｅｓ，ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｔｅｓｔ，ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ’Ｓ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｉｓ　６ｍ（１ｏｎｇｉｔｕｄｅ）／８ｍ（１ａｔｉｔｕｄｅ），ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｓ　２０００ｍ／ｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｈｉｇｈ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｓｍａｌｌ　ｓｉｚｅ，ｌｏｗ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ＡＴ９１ＳＡＭ９２６１；ＥＩ＞２Ｃ７０Ｆ６７２１８；ＧＰ２０１５　

毕业论文基于ARM和FPGA的数控系统的硬件设计

第一章 绪 论 ........................................................... 6

1.1引言...............................................................................................................................6

1.2研究背景及国内外进展现状.......................................................................................7

1.2.1研究背景............................................................................................................7

1.2.2国外进展状况....................................................................................................8

1.2.3国内研究现状....................................................................................................8

1.3本论文课题来源和研究内容.......................................................................................9

1.3.1课题来源............................................................................................................9

２０１１正　第４期　仪表技术与　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　２０１１　Ｎｏ．４　

基于ＡＲＭ７与ＦＰＧＡ的无功动态补偿控制器　

胡　胜，胡必武，宋跃，李君　

（东莞理工学院，广东东莞５２３８０８）　

摘要：为设计一种新型无功动态补偿控制器，以ＡＲＭ７与ＦＰＧＡ为核心器件，运用了ＦＰＧＡ并行控制２路数据高速采　

集和利用Ｉ　ｃ总线实现多个器件的连接以及使用ＳＤ卡实现数据的大容量存储的方法，重点介绍了在ＦＰＧＡ上设计ＳＰＩ内　

核以实现对ＳＤ卡读写的方法，设计Ｄ１２驱动以实现ＡＲＭ与ＰＣ的ＵＳＢ通信的方法以及设计一种新型键盘扫描以实现人　

机交互的方法等。实验结果表明系统具有性能高、实时性好、补偿快速准确等优点。　

关键词：无功动态补偿控制器；ＡＲＭ；ＦＰＧＡ；ＵＳＢ；ＳＰＩ内核；键盘扫描　

中图分类号：ＴＰ２７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１８４１（２０１１）０４—００７３—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ７　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　

ＨＵ　Ｓｂｅｎｇ，ＨＵ　Ｂｊ—ＷＵ，ＳＯＮＧ　Ｙｕｅ，ＬＩ　Ｊｎｎ　

（Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｏｎｇｇｕａｎ　５２３８０８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｓｏｒｔ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｐａｓｓｉｖｅ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｉｓ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｒｅｇａｒｄｅｄ　ＡＲＭ７　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　ａｓ　

ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｈｉｐ，ｗｈｉｃｈ　ｕｓｉｎｇ　ｓｏｍｅ　ｗａｙｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｗｏ—ｃｈａｎｎｅｌ　ｄａｔａ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＦＰＧＡ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　

ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉ　Ｃ　ｂｕｓ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｈｉｇｈ—ｃａｐａｃｉｔｙ　ｄａｔａ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＤ　ｃａｒｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏ—　

嵌入式系统　

Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　《电气自动化）２ｏｌ１年第３３卷第３期　

基于ＡＲＭ与ＦＰＧＡ的嵌入式　

开放性运动控制器的设计与开发　

万林唐厚君贺超黄维芳　

（上海交通大学，上海２００２４０）　

摘要：讨论了一种基于ＡＲＭ和ＦＰＧＡ的嵌入式开放性运动控制器的方案设计，介绍了该运动控制器的硬件平台和软件平台，在ＡＲＭ　

上移植了Ｌｉｎｕｘ操作系统和Ｑｔ（ｃ斗＿卜部件工具箱），利用Ｑｔ设计了人机交互界面，重点讨论了ＡＲＭ和ＦＰＧＡ之间通信的实现　

以及运动控制中Ｓ型加减速插补算法的实现。　

关键词：ＡＲＭ　ＦＰＧＡ运动控制器Ｓ／Ｔ型加减速Ｌｉｎｕｘ　Ｑｔ　

［中图分类号］ＴＰ３１１　［文献标志码］Ａ［文章编号］１０００—３８８６（２０１１）０３—００５９—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎ　Ｏｐｅｎ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　

Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　

Ｗａｎ　Ｌｉｎ　Ｔａｎｇ　Ｈｏｕｊｕｎ　Ｈｅ　Ｃｈａｏ　Ｈｕａｎｇ　Ｗｅｉｆａｎｇ　

（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２４０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｌｉｎｕｘ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｑｔ　ａｒｅ　ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ，ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｈｕｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　

ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｕｓｉｎｇ　Ｑｔ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＦＰＧＡ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ