发布时间：2021-09-13 阅读量：2220 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
系统工作于BD2-B1和GPS-L1两个频点，便携性好，界面直观，可通过按键或触摸屏两种方式操作，同时可随时采集户外复杂环境下的导航卫星信号，极大地提高了导航接收机的开发效率和质量。
1 系统结构
本系统整体分为射频模块与基带模块两大部分。其中，射频模块负责接收和发送射频信号，并将射频信号转换为基带信号后交由基带模块处理；基带模块完成用户交互、接口对接等功能。此外还包括SSD硬盘（数据存储的介质，存放采集和回放的数据）以及对外各种接口。系统的结构组成如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 射频模块
射频模块可分为上变频与下变频两大部分，下变频部分的核心器件采用MAX2769B芯片，该芯片是一款多模导航接收机芯片，适用于GPS/北斗/格洛纳斯/伽利略卫星导航定位系统。上变频部分的增益控制器件采用了HMC472LP4数控衰减芯片，该衰减芯片步进0.5 dB，最高衰减31.5 dB，分别由V1～V6 6个引脚控制，低电平有效。上下变频部分均采用C8051F230单片机进行配置，下变频部分采用GPIO口模拟SPI接口对MAX2769B芯片写配置字，配置相关参数；上变频模块通过控制12个GPIO口电平的高低配置增益。同时，射频模块的上下变频部分均采用杭州中科微电子的ATGM332D导航接收机作为监控接收机，上下变频模块分别将监控接收机接收的报文信息通过串口送入FPGA模块，由FPGA选择输出至ARM端。
2.2 基带模块
基带模块可以分为FPGA模块、ARM模块及基带底板3个部分。基带底板是各模块连接的桥梁，并完成除ARM、FPGA之外的所有功能，各模块均以接插件形式与底板连接。
2.2.1 FPGA模块
FPGA采用了Xilinx 的XC7K325TFFG900-2型FPGA（下文简称K7）。K7系列是Xilinx最新推出的面向中低端市场的低价位、高性能FPGA。K7核心板主要负责对接射频数据接口和高速收发接口，FPGA内部逻2.2.2 ARM模块
ARM模块采用Atmel SAMA5D31处理器，该处理器基于Cortex-A5架构，主频528 MHz，内部集成了浮点运算单元，是一款高性能、低功耗的嵌入式处理器。ARM模块集成了256 MB ROM、256 MB RAM，保证性能的同时降低了开发成本。对于本系统而言，选用该模块是考虑了性能、功耗、价位等多种综合因素的结果。
2.3 基带底板（电源与时钟）
本设计采用5 V～42 V宽压电源输入，根据各个器件工作时所需电流的大小，采用12 V/5 A适配器作为输入电源。
整个系统的时钟源有2个，均为16.368 MHz的有源晶振，分别位于基带底板(主时钟)、射频板(备用时钟)。正常情况下使用主时钟，在特殊应用下使用备用时钟。除16.368 MHz时钟外，ARM具有自身的无源晶振作为自己的时钟源。模块通信时均采用异步通信方式，以避免钟差产生的错误。
3 系统软件设计
3.1 FPGA程序设计
本系统在采集数据时，FPGA接收来自下变频模块的8位AD数字信号(L1+B1)，经过处理后通过SATA接口存入到SSD硬盘中，完成数据的采集与存储；回放时，FPGA从SSD硬盘中读取数据，经过DA数模转换后，送入上变频模块完成信号的播发。在卫星信号采集回放时，FPGA要接收来自上下变频模块监控接收机的UART信息，确定采集和播发的信号是否正常。
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在任何数字电子系统中，时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致，其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度，并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同，分为温度补偿晶振（TCXO）、压控晶振（VCXO）、恒温晶振（OCXO）。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡，需要根据具体应用场景，对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理，从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时，分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键，通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低，输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路，其核心功能是提供精准、稳定的时间信息（包括秒、分、时、日、月、周、年），并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时，从而确保时间持续不间断。
