摘   要

惯性元件(陀螺仪和加速度计)是惯性导航系统的核心，在I42激光捷联惯导系统中，要将这两个部分的导航信息实时、准确地传输给导航解算计算机，需要通过专用数据 采集卡。本文主要介绍了以FPGA为核心芯片，借助于VHDL语言为开发平台，对惯导系统原始数据的采集并传给导航计算机进行解算及其数据采集卡的制作过程。
在掌握I42惯性导航系统的基本原理(激光陀螺)，通过试验测试12路数据信号的特性后，对原理图/VHDL文本编辑，进行功能仿真，通过对结构综合或适配，进行时序仿真，实现硬件系统，并采用主动式JTAG Mode配置方式实现FPGA与解算计算机的组合，可以达到设计的目的。
制作该PCB主要用到EDA软件Protel99SE, 本文将介绍Protel99SE在电路设计中的应用，包括电路原理图制作和印刷电路板设计以及设计过程中遇到的问题和解决方法。参照原设计完成原理图，导出网络表。重点在PCB设计方面，要从机械结构、散热、布线的可布通性和方便性、电磁干扰、可*性、信号完整性等多方面综合考虑。遵守布线规则，多次调整后达到精益求精的效果，并且美观，最终完成PCB设计。

关键词：FPGA；VHDL；Protel99SE；PCB；布线法则
                                                                          
ABSTRACT

Inertia component (gyroscope and acceleration indicator) is inertia navigate system core, in I42 laser strapdown inertia navigate, through a data collection board, we get their communication in real time and nicety. This dissertation mainly introduced take FPGA as the core chip, with the aid of VHDL language, gather the primary data then send to the guidance computer, and introduces the course of make the PCB (Printed Circuit Board) of data collection board.
After learn the rationale of I42 laser inertia navigate system (laser gyroscope), we have a test about characteristics of 12 lines signal, edit the schematic diagram/the VHDL test, carries on the function simulation, through or suitably matches to the structure synthesis, carries on the time simulation, realizes the hardware system, and uses driving-type JTAG the Mode disposition way to realizes FPGA and workstation, may achieve the design.
We use an EDA (Electronic Design Automation) software Protel99SE, this dissertation will introduce the apply of Protel99SE in the circuit design, include how to execution the circuit elements design, the problem of PCB and technique. First, we refer to former design and accomplish the elements design, export the netlist. Emphases is PCB design, we must calculate from the machine configuration, quantity of heat, success and expedience of placement, electromagnetism disturb, dependability, integrality of data. Stand by the rules of placement, time after time we adjust to keep improving effect, and artistic, then complete the PCB design.

Key Words：FPGA；VHDL；Protel99SE；PCB；Design Rules

目录
第一章 绪论 3
1.1 课题的背景 3
1.2 课题的目的及主要研究内容 3
1.3 激光陀螺简介 4
1.4 FPGA及VHDL简介 5
1.5 Protel99SE的设计步骤 5
1.6预期目的 6
第二章  激光陀螺仪的原理 7
2.1激光陀螺仪 7
2.1.1激光陀螺的构成 7
2.1.2激光陀螺仪的工作原理 8
2.2实验 12
2.3本章小结 13
第三章  FPGA与VHDL语言 14
3.1 FPGA简介 14
3.4 方案选择 17
3.5 分块剖析 18
3.5.1计数器CNT 18
3.5.2 16位寄存器 REG16 19
3.5.3 减法器ADDER(DEC) 20
3.5.4 测频控制信号TESTCTL 21
3.5.5 数字频率计FREQ 23
3.6 试验箱简介 25
3.7 TEST实验 26
3.8 配置方式 27
3.9芯片选取 29
3.10 FLEX 10K器件简介 29
3.11 本章小结 30
第四章 绘制原理图及电路板 31
4.1原理图设计初始阶段 31
4.2制作原理图元件的库文件 31
4.3元器件操作 33
4.5电气规则检查 35
4.6生成与校对SPICE netlist 36
4.7制作PCB板 37
Min 38
A1 38
4.7.2导入网络表 41
4.7.3 元件布局 43
4.7.4布线 44
4.7.5 覆铜 48
4.7.6 发送厂家制板 49
4.7.8 整理和打印各种文档 49
4.8 本章小结 49
结     论 50
参 考 文 献 51
致      谢 52
 
第一章 绪论

1.1 课题的背景
随着深亚微米技术的发展，FPGA单片规模大大提高了，同时系统运算速度的不断提高，功率不断下降，价格不断降低，使得项目的开发周期大大缩短，开发成本大大降低，工程的弹性加大，这使得FPGA得到广泛的应用，尤其是在导航惯导系统中对信息处理要求实时性比较高的场合中的应用更为重要。
I42惯导系统数据采集卡是由俄罗斯生产，资料欠缺，而且没有备用品，一旦出现问题则会

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