基於ZYNQ的飛控平臺的製作方法

2023-05-01 21:23:36

本發明屬於無人機技術領域，具體是涉及一種基於zynq的飛控平臺的改進。

背景技術：

目前飛控多選用avr單片機、stm32f1系列、stm32f4系列作為主處理器；器處理器性能低，不能實現複雜算法，滿足不了行業應用的需求；同時外設接口較少，掛載外設數量有限，嚴重製約其使用環境。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種處理器性能高的基於zynq的飛控平臺。

本發明是採取如下技術方案來完成的：基於zynq的飛控平臺，包括zynq處理器，其特徵在於：zynq處理器的電源引腳連接5v電源、時鐘引腳連接時鐘晶片，zynq處理器的gpio引腳連接有cna總線接口、iic接口、spi接口、pwm接口、接收機、sbus接口、地面站和uart接口，zynq處理器的usb引腳連接usb接口、uart引腳連接uart接口、adc引腳連接adc接口。

作為一種優選方案，所述的cna總線接口數量為2個。

作為一種優選方案，所述的iic接口數量為2個。

作為一種優選方案，所述的adc接口數量為2個。

作為一種優選方案，所述的pwm接口數量為12個。

作為一種優選方案，所述的uart接口數量為4個。

本發明的有益效果是：本發明通過選用高性能的處理器，使得飛控系統的處理能力得到大幅提升，增強了系統的響應速度，從而使得該飛控平臺能夠滿足更加複雜的環境和更高準確性的應用；另外，本發明豐富的外設接口，能夠滿足無人機在不同領域的應用，用戶還可根據實際的應用需求在該平臺開發定製的接口。

附圖說明

圖1為本發明zynq內部架構圖。

圖2為本發明飛控平臺系統框圖。

圖3為本發明飛控平臺外設接口框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

根據附圖1-3所示，基於zynq的飛控平臺，包括zynq處理器，其特徵在於：zynq處理器的電源引腳連接5v電源、時鐘引腳連接時鐘晶片，zynq處理器的gpio引腳連接有cna總線接口、iic接口、spi接口、pwm接口、接收機、sbus接口、地面站和uart接口，zynq處理器的usb引腳連接usb接口、uart引腳連接uart接口、adc引腳連接adc接口。

所述的cna總線接口數量為2個。

所述的iic接口數量為2個。

所述的adc接口數量為2個。

所述的pwm接口數量為12個。

所述的uart接口數量為4個。

本發明採用xilinx的zynq-7000作為主處理器，該處理器為雙arm9+fpga架構（見圖1），arm9可跑作業系統，且處理性能較avr、stm32有很大優勢；同時fpga部分可對複雜運算做加速處理及對設數據做預處理，極大提高了飛控系統的處理性能。

其中zynq為主處理器，運行linux作業系統，負責飛控數據採集、算法實現及任務調度；電源部分採用5v電源輸入，片上dc-dc電源晶片將5v變換為系統需要的各種電壓，如1.0v、1.2v、1.8v、3.3v等；時鐘晶片產生50mhz的系統時鐘及usb功能所需的24mhz時鐘，其中50mhz的系統時鐘輸入到zynq，zynq中的pll產生作業系統及不同功能模塊所需的時鐘信號，24mhz時鐘信號輸入給usb晶片，實現usb功能；rtc產生系統所需的實時時鐘；ddr提供作業系統所需的內存模塊；flash為spi接口，存儲系統固件，系統上電自動加載flash中固件；傳感器為飛控系統提供加速度、角加速度、氣壓、gps、航向等數據；pwm驅動電機，提供無人機的動力控制；sd卡存儲系統日誌數據；usb模塊實現數據通信及otg功能。

本發明採用的處理器外設接口豐富，並且從fpga部分擴展了很多接口，系統的外設接口如圖3所示，能夠滿足大多數情況下的外設需求。pwm接口預留12路，除了能夠輸出pwm信號外，還能測試輸入pwm信號的佔空比等參數，適用於多旋翼4軸、6軸、8軸，直升機，固定翼等機型。同時，我們也兼顧傳統的飛控平臺，配置必須的接收機、sbus、地面站接口，完成飛控的基本功能。此外，我們還預留了大量的通用接口，如can總線、iic總線、spi、uart，能夠連接具有相應接口的任意外設；當然，我們也預留了一些獨有的功能接口，如3g數據數傳、wifi組網、模擬信號測量、usb、otg等；為了滿足客戶的特殊需求，我們還預留的4路通用gpio，能夠滿足用戶定製化的需求。

本發明基於嵌入式linux開發，具有作業系統的優點，同時在開發過程中完全基於平臺開發，具有更高的穩定性和一致性。

本發明通過選用高性能的處理器，使得飛控系統的處理能力得到大幅提升，增強了系統的響應速度，從而使得該飛控平臺能夠滿足更加複雜的環境和更高準確性的應用；另外，本發明豐富的外設接口，能夠滿足無人機在不同領域的應用，用戶還可根據實際的應用需求在該平臺開發定製的接口；採用嵌入式linux開發，實現更高的穩定性和一致性。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。