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GPS软件接收机信号实时接收与传输技术

摘要 基于gp2015射频芯片和tms320c6713 i)sp处理器，提出了一种gps软件接收机信号实时接收及传输的基本方案。介绍了射频前端的基本构造以及它与dsp进行高速实时传输的接口方案，并且重点描述了一种基于edma数据传输方式的实现及完整的软件设计流程。本方案利用edma在cpu后台高效地实现存储空间的数据搬移，减少对cpu的使用，提高了平台运行速度，满足gps软件接收机高速实时性要求。 引 言 近些年来，gps全球定位系统在城市交通、导航、气象、土地测量测绘以及*现代化建设等各个领域都发挥了重要的作用。相较于传统的gps接收机射频前端和信号处理部分由专用芯片来实现，软件接收机以fpga、dsp等硬件平台作为基础，将gps信号量化成数字信号，通过可移植的软件算法来实现各种功能。 在gps软件接收机中，经射频前端(rf)将高频卫星信号3级下变频至中频信号，再交由dsp进行基带算法和导航解算处理。接收机对信号接收和传输的连续性和实时性要求很高。ti公司c67系列的dsp具有丰富的外设，其中增强型直接存储器访问(edma)和多通道缓冲串口(mcbsp)是其无需cpu的参与

基于FPGA的GPS和GSM双重车载定位系统设计

cd及控制模块等组成，其结构框图如图所示。fpga芯片主要实现niosⅱ软核处理器、片上存储器和各种接口驱动等功能，其包括niosⅱ系统和外设两部分。niosⅱ系统包括niosⅱ处理器、存储器、定时器、串行接口、并行接口和连接各个组件的avalon交换结构总线。其中gps_uart和gsm_uart分别实现与gps和gsm模块的串行通信，lcd控制器实现与人机交互模块的连接。 图1 车载导航系统的硬件结构框图 2.1 gps和gsm模块 对于gps模块，采用zarlink公司的gp2015，它的主要任务是对接收到的gps信号进行外差式下变频，内部包括一个片内频率合成器、三级混频器、自动增益控制电路及量化器。在其内部使用锁相环频率合成器合成本地参考信号，然后和接收信号进行混频。在该系统设计中，射频前端gp2015需要两个外部时钟，一个是10 mhz的基准频率，另一个是其内部a／d的采样时钟，频率为5.714 mhz；在gps接收机的设计中，射频前端与基带处理模块的时钟相位保持一致或相位误差比较小时，有助于提高接收机的定位精度。考虑到这一点，在本设计中fpga和射频前端共用一个时钟源

基于GP2015的GPS接收机射频前端电路

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GP2015的GPS接收机射频电路图

• 基于GP2015的GPS接收机射频前端电路

  相关元件pdf下载：gp2015 gp2015是一个gps接收机射频前端电路，提供一个低功率、低成本和高可靠性的gps射频前端解决方案。与gp2010性能相同，采用tqfp-48封装，工作电源电压为3v～5v，功耗200mw(3v电压)。ll(1575．42mhz)c／a(coarse-acquisition)码信号通过天线和低噪声放大器输入到gp2015，gp2015输出是一个2bit的数字信号。gp2015包括一个片上合成器、混频器、自动增益控制(agc)和一个提供符号和量级数字输出的量化器，构成一个完整的gps接收机射频前端电路仅需要极少的外部元件，可以与gp2021 12信道gps相关器和gp4020 gps基带处理器配套使用，适合c／a代码全球定位的卫星接收机、时间标准、导航和测量应用。

• 基于GP2021的GPSl2信道相关器电路

  相关元件pdf下载：gp2021 gp2015 gp2021是一个12信道的c／a码基带相关器，在navstar gps卫星导航接收机中应用。可以与gp2015和gp2010 c／a码射频下变频器组合使用。gp2021可以与大多数的16 bit和32 bit微处理器组合使用，尤其适合motorola和intel的微处理器。另外，片上支持arm60 32 bit risc微处理器。当使用arm60 32 bit risc微处理器时，片上的存储器支持所有的gps接收机功能。在不需要12个通道工作时，gp2021允许12个通道中的任一个不工作，以降低功耗和减少微处理器的负载。在备用电池模式，gp2021允许所有的功能不使能，仅32．768khz振荡器和实时时钟(real time clock，rtc)维持工作。gp2021具有12个独立的相关器信道，双uart和rtc，电源电压5v，功耗小于150mw，备用电池电压2．2v。采用80l mqfp封装，封装尺寸14mm×14mm×2．0mm，适合gps导航接收机、gps测量接收机、gps时间传递接收机等应用。 典型

• 基于GP4020的GPS接收机基带处理器电路

  arm7tdmi、thumb指令、firefly bμild模块、jtag icebreakertm调试接口、uart、bμild串行 i／o、通用i／o和看门狗功能。 gp4020具有：可配置的外部数据总线；工作电源电压3．3v；具有低功耗模式；1pps utc输出；3线式bμld串行输入／输出(bsio)接口；8个通用输入／输出(gpio)接口；引导rom允许通过uart上载软件；8kb内部sram；采用pqvp-loo封装；工作温度范围-40℃～+85℃。 gp4020可以与gp2015和gp2010 c／a码射频下变频器直接连接，构成gps导航系统、gps测量接收机等系统。