● 摘要
随着现代航空电子技术的飞速发展，需要显示的飞行参数信息日益增多，并且现代飞机性能的改进和任务的复杂化对信息的显示提出了更高的人机工效学要求，所以整个主飞行显示仪（Primary Flight Display, PFD）系统需要有很强的数据实时处理能力。首先，本文基于数据实时处理的基本理论和混合式(Hybrid)多处理器并行处理的系统设计方案，提出了以DSP、FPGA为核心处理芯片，充分利用其外部存储器接口资源，构建功能比较独立的，又易于扩展的模块，实现的功能主要是采集传感器信号并实时显示画面。文中对此模块的原理结构和功能结构进行了详细介绍。其次，本文详细阐述了轮廓生成模块设计和填充合成及显控模块设计。轮廓生成模块需要大量的数据运算，所以采用以DSP作为核心处理单元的体系结构，具体介绍了硬件结构、相关的基本算法理论、软件实现以及图形显示结果；填充合成及显控模块需要多个功能单元并行运行，所以采用以FPGA作为核心处理单元的体系结构，模块采用高速SRAM存储器作为全彩色（R、G、B）图形帧存，将变化频繁、数据量小的前景，与变化缓慢或不变、数据量大的背景图形分开存储，采用双缓存交替切换技术，在处理器完成图形填充后向其中一片帧存芯片写像素时，由帧存控制器控制另一片帧存，将像素送至图形合成控制器，合成完整视频信号送至LCD显示，图形分层、填充、合成和显示同时完成。此外，本文还介绍了基于软件平台（CCS）仿真的一种新的全姿态指示仪填充算法。接着，本文进行了系统联调设计分析。具体介绍了模块之间的数据通信设计，包括对芯片CY7C028的介绍和处理器接口设计；以及系统板卡设计分析，主要依据高速PCB板的设计特点，从信号完整性的角度，介绍了一些在PCB设计中应该注意的事项和在调试过程中获得的经验，通过理论分析和实验结果，总结了在高速PCB设计中提高信号完整性（信号质量）的方法。最后，总结了本课题的特点和研究所取得的成果，以及提出了课题进一步深入研究和改进的个人意见。