基于AT91RM9200的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)

摘要：介紹了一種基于AT91RM9200的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案。該導(dǎo)航計(jì)算機(jī)可接收來自多路輸入數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，并通過雙口ROM送至DSP進(jìn)行解算處理，最后將結(jié)果由輸出數(shù)據(jù)接口控制輸出。
關(guān)鍵詞：AT9lRM9200；導(dǎo)航計(jì)算機(jī)；雙口ROM；

O 引言
為了保證飛機(jī)按照準(zhǔn)確的航線飛行，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的處理便顯得極為重要。本文提出了一種導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)是導(dǎo)航組合件的組成部件，可用于接收來自多路輸人數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，并通過雙口ROM送至DSP進(jìn)行解算處理，最后將結(jié)果由輸出數(shù)據(jù)接口控制輸出。

1 硬件系統(tǒng)組成
導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的核心器件是Atmel公司的AT91RM9200，該處理器具有豐富的系統(tǒng)與應(yīng)用外設(shè)及標(biāo)準(zhǔn)的接口，能夠滿足導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的接口要求。其快速的中斷處理性能可以保證導(dǎo)航計(jì)算機(jī)多個(gè)輸入輸出接口的速率。而可編程邏輯器件則可采用Altera公司的CycloneII系列的芯片EP2C8Q208C6，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘分配、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展以及外部數(shù)據(jù)接口的擴(kuò)展。圖1所示是其導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成。

1．1 控制處理器模塊
為了保證導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的所有接口都能同時(shí)按照要求的速率工作，同時(shí)保證實(shí)時(shí)性，其系統(tǒng)控制處理器可選用Almel公司的AT9lRM9200。該處理器是完全圍繞ARM920T、ARM Thumb處理器構(gòu)建的系統(tǒng)。它有豐富的系統(tǒng)與應(yīng)用外設(shè)及標(biāo)準(zhǔn)的接口，從而為低功耗、低成本、高性能計(jì)算機(jī)的寬范圍應(yīng)用提供一個(gè)單片解決方案?？焖俚闹袛嗵幚硇阅芸梢员ＷC導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的多個(gè)輸入輸出接口的速率。
作為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的中心控制部分，AT91RM9200的主要功能如下：
◇可按要求速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并中斷接收兩路RS232、9路RS422A、1路RS429(2收1發(fā))數(shù)據(jù)通訊接口的數(shù)據(jù)或卸幀，可保證數(shù)據(jù)傳輸接口速率、數(shù)據(jù)正確性和數(shù)據(jù)完整性；
◇可通過可編程邏輯器件擴(kuò)展輸入輸出接口；
◇可控制與雙口ROM的數(shù)據(jù)交互；
◇可控制程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)交互。
圖2所示是該ARM處理器與周邊器件的連接關(guān)系圖。

另外，控制處理器可通過可編程邏輯器件擴(kuò)展輸入輸出接口，并設(shè)置其相應(yīng)的參數(shù)。當(dāng)控制處理器接收到中斷信號(hào)時(shí)，將先判斷是哪個(gè)接口的數(shù)據(jù)，然后中斷接收數(shù)據(jù)。當(dāng)其將接收到的數(shù)據(jù)存入雙口ROM且DSP從雙口ROM讀取數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)便可利用相應(yīng)的算法處理數(shù)據(jù)，再將計(jì)算結(jié)果存入雙口ROM，控制處理器從雙口ROM讀取計(jì)算結(jié)果。該控制處理器分析計(jì)算結(jié)果后，可產(chǎn)生控制信號(hào)并將其送到相應(yīng)的接口發(fā)送出去。接口數(shù)據(jù)的發(fā)送也是通過中斷方式實(shí)現(xiàn)的。
1．2 總線及接口擴(kuò)展模塊
為了滿足導(dǎo)航計(jì)算機(jī)多個(gè)數(shù)據(jù)I／O接口的數(shù)據(jù)傳輸需要，本設(shè)計(jì)選用了Altera公司的CvcloneII系列芯片EP2C8Q208C6來完成RS422接口、
RS429接口的擴(kuò)展。EP2C8Q208C6器件是基于ATERA的第二代MAX體系結(jié)構(gòu)的高密度、高性能EEPROM器件，其工作電壓為3．3 V，能夠提供8256個(gè)邏輯單元、36個(gè)嵌入式內(nèi)存模塊，工作時(shí)鐘頻率高達(dá)260 MHz。在工作過程中，該芯片可根據(jù)需要讓一部分單元工作在高速、飽和功率狀態(tài)，而其余單元?jiǎng)t工作在低速、低功率狀態(tài)，這樣能夠降低整個(gè)芯片的功耗。
可編程邏輯器件EP2C8Q208C6的主要功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位、分配系統(tǒng)時(shí)鐘、擴(kuò)展數(shù)據(jù)總線、外部數(shù)據(jù)接口的擴(kuò)展。