PSoC在光纤陀螺脉冲输出采集中的应用

2011-05-27 21:44:39来源: 电子设计工程

  陀螺仪是一种测量运动物体相对惯性空间旋转的装置。以陀螺仪为核心的惯性测量系统在飞行器控制与制导,空中、海上和陆上导航/定位中都起着至关重要的作用。作为新型陀螺,光纤陀螺得到了迅速的发展和应用。光纤陀螺(FOG)是利用光纤构成的一种环状干涉仪,属纯光学、静止型陀螺,通过萨格奈克(Sagnac)效应来实现旋转角速度的检测。由于光纤陀螺突出的技术特点和应用背景,光纤陀螺将在惯性元件领域占有非常重要的位置。光纤陀螺脉冲输出的采集,对于检验陀螺性能、提高陀螺精度、增强产品可靠性,具有重要作用。

  1 PSoC简介

  2003年Cypress半导体公司推出了可编程片上系统(Programmable System on Chip,PsoC),它不但集8位微控制器、可编程数字阵列和可编程模拟阵列为一体,而且实现了“在系统可编程”,既满足了一般电子系统的资源要求,又顺应了现代电子设计方法的发展方向,是第一种真正具有混合信号处理能力的片上系统(SoC)。

  PSoC是一种可编程的半导体器件,与现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)、在系统可编程模拟器件ispPAC(InSys-tem Programmable Arialog Circuit)和单片机相比,具有如下特点:

  1)PSoC综合FPGA和ispPAC的功能为一体,既具有FPGA的可编程数字阵列,又具有ispPAC的可编程模拟阵列,即具有处理数字和模拟两种信号的能力。此外,PSoC所具有的A/D、D/A用户模块解决了两个阵列的接口问题。

  2)PSoC有1个8位的微处理器,可以方便地实现系统设计。尽管FPGA可以通过设计,实现一个软核微控制器或微处理器,但是增加了系统设计的难度。

  3)与ispPAC相同,PSoC不需要编程器,就能够在系统运行过程中编辑,用以修改和重构电子系统,使用灵活方便。

  4)虽然也可将PSoC视为1个8位的微控制器,即8位单片机。但是与一般单片机不同的是,它几乎不需要外部电路,一片PSoC就可实现一个电子系统。而且PSoC具有比一般单片机更多的内部资源,如低电压监测电路(Low Voltage Detect,LVD)、开关式升压泵(Switch Mode Pum-p,SMP)、内部精密参考电压(Intemal Voltage Reference)等。另外,PSoC同时具有片内和片外系统时钟源,可以不需要外部晶体振荡器即可自行工作。

  PSoC的以上特点,使其在小型系统设计方面正在得到越来越广泛的应用。

  2 系统核心器件CY29666-24VXI

  本系统采用PSoC芯片CY29666-24PVXI,来实现对光纤陀螺脉冲输出的采集。芯片CY29666-24PVXI的结构框图如下图1所示。它由4部分构成:PSoC Core、数字系统(Digital System)、模拟系统(Analog System)和系统资源(System Resources)。其中,PSoC Core是PSoC器件的核心部分,包括M8C微处理器、SROM、32 K字节Flash、2 K字节SRAM、中断控制器、可编程的多时钟源、休眠计时器及看门狗等;数字系统和模拟系统并存,是PSoC芯片的独特之处。CY29666-24PVXI中有16个数字PSoC用户模块,如计数器功能模块、定时器功能模块、脉宽调制功能模块等:12个模拟PSoC用户模块,如A/D、D/A、可编程增益放大器等;CY29666-24PVXI提供的系统资源包括:数字时钟、乘法加法器、采样抽取器、主从及多主模式的I2C、上电复位(Power on Reset,POR)和低电压检测电路(Low Voltage Detect,LVD)、系统复位电路、内部参考电压等。

芯片CY29666-24PVXI的结构框图

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关键字:PSoC  光纤陀螺  陀螺仪  CY29666-24PVXI

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0527/article_2156.html
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