赵鹏伦,沈昱明

摘 要：为了克服一般车载导航系统定位不连贯的缺陷,利用Nios Ⅱ软核处理器配置灵活、扩展性强等特点,结合GPS和GSM模块,设计出了一种基于SoPC技术的双重定位系统。该设计利用SoPC Builder开发工具将Nios Ⅱ处理器、存储器和接口等组件及μC/OS-Ⅱ操作系统快速地嵌入到FPGA中,用单个芯片完成了人机交互模块、控制模块和通信模块等功能,较一般的GPS导航设备更能实现较高精度的实时连续系统定位，且该设计在不改变硬件的基础上可方便升级、扩展更多功能。

关键词：FPGA; GPS; Nios Ⅱ; μC/OS-Ⅱ

中图分类号：TN92-34

文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)09-0193-04

Design of FPGA-based GPS+GSM Dual-positioning System for Vehicles

ZHAO Peng-lun,SHEN Yu-ming

(University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)

Abstract： In order to overcome the flaw of incoherent localization of common vehicle-mounted guided systems,the characteristics of Nios Ⅱ soft nuclear processor nimble in disposition and strong in expansibility are utilized to design a SoPC-based dual-positioning system with GPS and GSM modules. The μC/OS-Ⅱ operating system and Nios Ⅱ processor,memory and interface assembly are embedded quickly into FPGA by means of SoPC Builder development kit. The functions of man-machine interaction module,control module and connection module are implemented by the aid of individual chip. The general GPS navigation aid can realize the high-accurate real-time continual localization. This design is easy to upgrade and expand hardware′s foundation without changing the hardware.

Keywords： FPGA; GPS; Nios Ⅱ; μC/OS-Ⅱ

0 引 言

目前在车辆GPS导航系统中,主要是直接利用无差分、无SA误差的GPS定位数据来实现车辆在地图上的定位。考虑到定位信号存在一定的误差,5%概率下误差会超过15 m,同时城市中建筑物、桥梁以及树木等还对GPS信号形成遮挡,甚至会导致信号失效,从而进一步影响定位精度。而车在行进过程中进行导航时,尤其是在路口以及立交桥等特殊地点的导航时,系统往往需要更为精确的定位。为此,本设计充分利用了FPGA强大的逻辑控制功能和Nios Ⅱ处理器的多可配置标准外设接口功能,结合GPS和GSM功能模块,设计了一款双重定位系统。通常情况下用GPS进行定位，在特殊情况下可以开通GSM网络定位功能实现双定位,再通过GSM网络将定位信息、时间和终端特殊信息传送到监控中心,或者接收监控中心传来的信息,完成定位和监控等功能。

1 Nios Ⅱ软核嵌入式处理器

Nios Ⅱ处理器是Altera公司的第二代用户可配置的通用32位RISC软核微处理器，是Altera公司特有的基于通用FPGA架构的软CPU内核。……