PSoC在光纖陀螺采集中的應(yīng)用

陀螺儀是一種測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)慣性空間旋轉(zhuǎn)的裝置。以陀螺儀為核心的慣性測(cè)量系統(tǒng)在飛行器控制與制導(dǎo)，空中、海上和陸上導(dǎo)航／定位中都起著至關(guān)重要的作用。作為新型陀螺，光纖陀螺得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。光纖陀螺（FOG）是利用光纖構(gòu)成的一種環(huán)狀干涉儀，屬純光學(xué)、靜止型陀螺，通過薩格奈克（Sagnac）效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角速度的檢測(cè)。由于光纖陀螺突出的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用背景，光纖陀螺將在慣性元件領(lǐng)域占有非常重要的位置。光纖陀螺脈沖輸出的采集，對(duì)于檢驗(yàn)陀螺性能、提高陀螺精度、增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性，具有重要作用。
1 PSoC簡(jiǎn)介
2003年Cypress半導(dǎo)體公司推出了可編程片上系統(tǒng)（Programmable System on Chip，PsoC），它不但集8位微控制器、可編程數(shù)字陣列和可編程模擬陣列為一體，而且實(shí)現(xiàn)了“在系統(tǒng)可編程”，既滿足了一般電子系統(tǒng)的資源要求，又順應(yīng)了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)方法的發(fā)展方向，是第一種真正具有混合信號(hào)處理能力的片上系統(tǒng)（SoC）。
PSoC是一種可編程的半導(dǎo)體器件，與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA（Field Programmable Gate Array）、在系統(tǒng)可編程模擬器件ispPAC（InSys-tem Programmable Arialog Circuit）和單片機(jī)相比，具有如下特點(diǎn)：
1）PSoC綜合FPGA和ispPAC的功能為一體，既具有FPGA的可編程數(shù)字陣列，又具有ispPAC的可編程模擬陣列，即具有處理數(shù)字和模擬兩種信號(hào)的能力。此外，PSoC所具有的A／D、D／A用戶模塊解決了兩個(gè)陣列的接口問題。
2）PSoC有1個(gè)8位的微處理器，可以方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。盡管FPGA可以通過設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)軟核微控制器或微處理器，但是增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
3）與ispPAC相同，PSoC不需要編程器，就能夠在系統(tǒng)運(yùn)行過程中編輯，用以修改和重構(gòu)電子系統(tǒng)，使用靈活方便。
4）雖然也可將PSoC視為1個(gè)8位的微控制器，即8位單片機(jī)。但是與一般單片機(jī)不同的是，它幾乎不需要外部電路，一片PSoC就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)電子系統(tǒng)。而且PSoC具有比一般單片機(jī)更多的內(nèi)部資源，如低電壓監(jiān)測(cè)電路（Low Voltage Detect，LVD）、開關(guān)式升壓泵（Switch Mode Pum-p，SMP）、內(nèi)部精密參考電壓（Intemal Voltage Reference）等。另外，PSoC同時(shí)具有片內(nèi)和片外系統(tǒng)時(shí)鐘源，可以不需要外部晶體振蕩器即可自行工作。
PSoC的以上特點(diǎn)，使其在小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。