Universal processor architecture for satellite navigation systems GNSS

Krzysztof Marcinek

Abstract

This dissertation presents the results of research work on a generic architecture of GNSS processor for satellite navigation systems. One of them is the design of a novel multiprocessor library platform. The study also presents the original instruction set extension dedicated for use in microprocessor systems, implementing multiconstellation GNSS signal receivers. The thesis describes the state of the art solutions existing in professional literature and semiconductor market. Their advantages and disadvantages are discussed. Against this background, the new versatile GNSS processor architecture with dedicated instruction set extension was presented. A new method that allows for the development of new universal and multi-channel extensions was introduced. The developed multiprocessor library was used in the conducted research projects to perform a number of physical implementation of a series of microcontrollers in the form of specialized integrated circuits in CMOS technology with a feature size of 130 nm. Thanks to that, the developed processor architecture has been measured, tested and confirmed its practical application. The developed microcontrollers both in the form of integrated circuits and FPGA evaluation boards, provide a platform for teaching and conducting students’ projects in the field of design of microprocessor systems, integrated circuits and embedded software.
Rodzaj dyplomuPraca doktorska
Autor Krzysztof Marcinek (WEiTI / IMiO)
Krzysztof Marcinek
- Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki
Tytuł w języku polskimUniwersalna architektura procesora dla systemów nawigacji satelitarnej GNSS
Językpl polski
Jednostka dyplomującaWydział Elektroniki i Technik Informacyjnych (WEiTI)
Dyscyplina naukielektronika / dziedzina nauk technicznych / obszar nauk technicznych
Data obrony10-05-2016
Data zakończenia 24-05-2016
Promotor Witold Pleskacz (WEiTI / IMiO)
Witold Pleskacz
- Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki
Recenzenci wewnętrzni Mariusz Rawski (WEiTI / IT)
Mariusz Rawski
- Instytut Telekomunikacji
Recenzenci zewnętrzni Edward Hrynkiewicz - [Politechnika Śląska]
Edward Hrynkiewicz
-
- Politechnika Śląska
Wyróżnienietak
Paginacja 183
Słowa kluczowe w języku polskimxxx
Słowa kluczowe w języku angielskimxxx
Streszczenie w języku polskimNiniejsza praca przedstawia wyniki badań nad uniwersalną architekturą procesora dla systemów nawigacji satelitarnej GNSS. Jednym z jej wyników jest opracowana autorska biblioteka multiprocesorowa. W pracy przedstawiono także autorskie rozszerzenie listy rozkazów, dedykowane do wykorzystania w systemach mikroprocesorowych, realizujących funkcje nawigacji satelitarnej z jednoczesnym wykorzystaniem wielu systemów i sygnałów GNSS. W pracy przedstawiono dotychczasowe rozwiązania odbiorników GNSS zawarte w literaturze oraz egzystujące na rynku półprzewodnikowym. Omówiono ich wady oraz zalety. Na tym tle zaprezentowano nową, oryginalną architekturę procesora GNSS oraz dedykowane rozszerzenie listy rozkazów. Przedstawiono również metodę pozwalającą na opracowywanie nowych uniwersalnych oraz wielokanałowych rozszerzeń list rozkazów. Opracowana autorska biblioteka multiprocesorowa wykorzystana została w ramach prowadzonych projektów do fizycznej implementacji serii mikrokontrolerów w postaci specjalizowanych układów scalonych w technologii CMOS o wymiarze charakterystycznym 130 nm. Dzięki temu opracowana architektura procesora została zmierzona, przetestowana i potwierdziła swoje praktyczne zastosowanie. Opracowane mikrokontrolery zarówno w postaci układów scalonych jak i płyty ewaluacyjnej FPGA, stanowią platformę dydaktyczną wykorzystywaną podczas realizacji studenckich prac dyplomowych oraz projektów w dziedzinie projektowania mikroprocesorowych systemów scalonych jak i oprogramowania wbudowanego.
Plik pracy
KMarcinek.pdf 6.66 MB

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót