GNSS接收机中数据传输优化方法设计与应用

本文在定制的FPGA+DSP的硬件平台上，利用DSP芯片的QDMA功能，消除了连续数据读取间隔的无效时间，并实现了卫星信号处理与相关值数据传输的并行化，显著降低了数据传输对DSP处理时间的占用，使得在同样硬件平台上跟踪通道数由44个提高到96个，满足了项目设计的要求。 《GNSS接收机中数据传输优化方法设计与应用》 全球导航卫星系统（GNSS）接收机技术在近年来取得了显著进步，特别是在北斗、伽利略和Glonass系统的发展推动下，多模多频接收机成为了主流。这不仅增加了接收机的通道数量，也对数据传输效率提出了更高的要求。本文在定制的FPGA+DSP硬件平台上，通过利用DSP芯片的快速直接存储器访问（QDMA）功能，成功地解决了这一问题。 传统的GNSS接收机在处理大量数据时，由于数据传输间隔的无效时间，会占用大量的DSP处理时间。QDMA技术的应用巧妙地消除了这一间隔，实现了卫星信号处理和数据传输的并行化。这种优化使得在相同的硬件环境下，接收机的跟踪通道数从44个大幅提升到96个，大大提升了接收机的工作效率，满足了多模多频接收机的设计需求。 接收机的硬件架构包括全频段天线、射频通道、A/D转换器、FPGA和DSP。其中，FPGA负责导航信号的捕获和相关运算，而DSP则执行环路更新和定位解算任务。每个通道内部包含了五路复相关器，以适应不同信号类型的需求。针对无导频支路的信号，部分组件如数据解调器和IQ切换单元可以被省略，以减少不必要的资源消耗。 在数据传输分析中，发现传统异步模式的数据传输存在效率瓶颈，主要体现在数据访问的无效时间上。通过改进通信模式，利用EIMF总线的同步模式，显著提高了数据传输速率，从而减少了DSP处理时间的占用。通过计算，可以得出优化后的数据传输速率足以支持更多的跟踪通道，提升了接收机的整体性能。 该文提出的优化方法有效地提升了GNSS接收机的数据传输效率，适应了多模多频接收机的高性能需求。这一技术创新对于未来GNSS接收机的设计和开发提供了重要的参考，有助于推动整个导航卫星系统领域的技术进步。