БИНС на AVR

grisha109 · 01.02.2010, 20:11

Доброго времени суток!
Требуется помощь проффесионалов.
Возникла необходимость создания микропроцессорной системы для сбора и обработки информации с бесплатформенной навигационной системы. В задачу системы входит считывание измерительной информации от трех акселерометров через АЦП и цифровых сигналов с трех датчиков угловой скорости, затем решение дифференциальных уравнений на основе этой информации и индикация результатов на ЖКИ, а также запись информации на флэшку. Для этих целей решил использовать 8 разрядные МК AVR Atmega644, тк немного с ними уже знаком

Предполагаю использование трех МК - один для работы с каналами акселерометров через отдельную микросхему АЦП второй для датчиков угловой скорости и третий для решения ДУ и выдачи результата на ЖКИ.(при этом два первых Мк должны передавать данные в третий)
Собственно вопросы:
Возможно ли по какому либо интерфейсу осуществить связь между тремя микроконтроллерами и какая должна быть схемотехника?
Какой АЦП можете посоветовать для работы с AVR в такой системе?(мин 16 разрядный)
Не сталкивались ли с реализацией решения системы ДУ методом рунге кутты 4 порядка и методов калмановской фильтрации на подобных МК?
Стоит ли пытаться строить такую систему на 8 разрядных МК или же лучше сразу использовать 32 разрядные или ПЛИС?

E97 · 01.02.2010, 22:43

Берите ПЛИСину сразу.
Я предлагаю использовать ПЛИС для сбора обработки и управления а также какойто МК для для организачии интерфейса прибора, сохранения информации на флешку а также передергивания ПЛИС в кретических ситуациях.
Но если сбой работы прибора не сможет привести к критическим последствиям то используйте несколько мк.
В этом случае можно получичь прибор намного дешевле а также море удовольствия от попыток синхронизировать работу нескольких мк.
В качестве внутренего интерфейса (в случае использования мк) можно использовать SPI (если конечно по скорости устроит). SPI предпочтительней по тому, что у МК, микросхем памяти, флеш карт ММС\SD есть его апаратная организация.

Saadov · 01.02.2010, 22:56

Может всетаки посмотреть в сторону ATXmega? Это если привыкли к мегам.
Насчет АЦП подберите себе здесь, сразу и инфо посмотрите
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/start.htm

Вы решили собрать беспилотник?

SasaVitebsk · 01.02.2010, 23:03

Не понимаю чем плисина поможет в решении диф уравнений и прочей математики.
Я бы поставил ARM. Съём и предварительную обработку (типа фильтрации) можно поручить и AVR-ке. Кроме того, это может пригодится при расширении системы.
Связь - на RS485.

Easyrider83 · 01.02.2010, 23:03

Ничего не сказано про быстродействие. Все это можно сделать на одном МК. Хватило бы памяти. И не недо будет ломать голову над интерфейсами. GPS имеет не высокое быстродействие и опрашивать SIRF III два-три раза в секунду успеет любой мк. Это первое. Второе - зачем нужно 16 бит АЦП? Для такой точности и схемотехника должна быть соответствующая. Начиная с усиления, заканчивая питанием. Иначе последние четыре разряда будут скокать, добавляя хаоса в и без того сложные вычисления. В вашем случае быстродействие определяет только ЖК, как я понимаю. Но про него тоже никакой информации. Если это двухстрочный буквенный дисплей, то на быстродействии он никак не скажется.

grisha109 · 02.02.2010, 00:37

Спасибо за информацию=)
E97, Дело в том что не хотелось бы с нуля изучать программирование ПЛИС поэтому вариант с несколькими МК предпочтительней. Не подскажите где взять информацию по программированию и схемотехнике SPI интерфейса? Синхронизация нескольких МК по этому интерфейсу представляет большие сложности?
Saadov, Нет модернизируем существующую навигационную систему.
Easyrider83, Дело в том что речь идет не о GPS, а об инерциальной навигационной системе. Необходимо с высокой точностью преобразовывать аналоговые сигналы акселерометров (3 канала) с помощью АЦП. Предварительное усиление и питание уже обеспечено. В отношении быстродействия системы: необходимо получить частоту выдачи информации не менее 3-5 гц.Предполагается использовать обычный двухстрочный буквенный ЖК дисплей.

Easyrider83 · 02.02.2010, 01:57

grisha109, честно, вам за глаза хватит любого процессора. Просто подряд переписываете все процедуры и зацикливаете их. Думаю, придется еще давать програмную паузу на 150-200 мс. Даже если повесите внешний АЦП и будете щелкать каналами по I2C или SPI, останется еще куча свободного времени. Буквенный дисплей буферный, его не надо постоянно подпитывать информацией. Загнали в него строку и он ее показывает сколь угодно долго. Задача не шибко сложная, несмотря на сложные названия.

SasaVitebsk · 02.02.2010, 03:26

Сообщение от grisha109

Не подскажите где взять информацию по программированию и схемотехнике SPI интерфейса? Синхронизация нескольких МК по этому интерфейсу представляет большие сложности?

SPI интерфейс - это обычный сдвиговый регистр. 1 нога синхронизация и приём/передача. Для связи нескольких однокристалок не очень удобен. Хотя вариант возможный. Обычно используется кольцо. Можно также использовать выборку и коммутацию, хотя на мой взгляд это всё притянуто за уши.

Обычно интерфейс определяется исходя из дальности связи. При соединении звездой, всётаки я бы рекомендовал RS485, как предназначенный для этих целей. Дальность до 1км. Типовая скорость 115200. Помехозащищённость.
При небольших расстояниях возможно также связать по I2C. Слышал, что до 100 метров соединяют, хотя скорость при этом падает до ничтожной. Типовая скорость 400кбит.

И в том и в другом случае вам придётся применить протокол более высокого уровня. Зависит от ваших задач.

5Гц - 200мс. Для той же AVR порядка 3 млн операций. Конечно это достаточно много. Хотя я и не знаю сложности мат операций, и точности. Например требуется ли FLOAT и так далее. В любом случае стоимость ARM7 сопоставима со старшими AVR. Не вижу смысла здесь экономить.

xinod · 03.02.2010, 10:14

2 grisha109 - рекомендую посмотреть в сторону ADXL345 и ему подбных. Не надо замарачиваться с аналоговой частью - выход SPI. Есть у Аналога и покруче штучки - 3х акселерометр, 3х гироскоп и магнетометр(компас) в одном флаконе, но стоит до.у.я - меня цена в 200-300 уев пугает

grisha109 · 03.02.2010, 23:20

xinod, Это микромеханика, к тому же акселерометры и гироскопы у меня уже есть, причем наши отечественные, мне нужно только обрабатывать их показания.
Всем спасибо за советы попытаюсь для начала сделать систему на основе микроконтроллеров Atmega644 с интерфейсом SPI =)