[发明专利]一种基于SiP的可编程信号处理模块

说明书

一种基于SiP的可编程信号处理模块，包括基于SiP技术集成封装于一体的：模数转化单元，用于将采集到的模拟量转化成数字量，以供核心处理芯片计算处理，模数转化单元包括高速并行ADC芯片和低速串行ADC芯片；核心处理芯片，包括FPGA芯片，用于完成时序信号的产生与闭环算法设计，并用于计算处理模数转化单元转换的数字量，并将处理后的数字量输入到数模转化单元；数模转化单元，包括高速并行DAC芯片，用于将核心处理芯片输入的数字量转换为模拟量后向外输出；刷新芯片，用于在核心处理芯片发生单粒子翻转时，对核心处理芯片进行实时刷新，以使核心处理芯片快速恢复运行。通过SIP技术实现系统集成，采用FPGA+ADC+DAC架构，该系统灵活性强、集成度高、实现了小型化。

技术领域

本发明涉及系统级封装与信号处理系统，特别是一种应用于光纤陀螺等宇航电子产品中的基于SiP的可编程信号处理模块。

背景技术

以光纤陀螺为代表的微光机电产品，在陆基交通导航、机器人控制等民用领域，无线电导航、直升机瞄准等军事应用领域，以及卫星导航、惯性制导等航天应用领域，都有着广阔的市场前景，正朝着高精度、轻小型和低成本这三个方向发展。电路模块集成化，尤其是对信号处理电路的核心器件进行集成，是目前该类产品提高集成度、缩小体积、降低成本，并且为产品升级换代提供技术支撑的有效路径。

当前信号处理电路一般采用FPGA+DSP架构，利用FPGA来控制时序、DSP实现非常复杂的滤波算法，是以比较理想的数据处理方案，但体积大、结构复杂，对于光纤陀螺的小型化需求不是特别适用。而卫星平台对核心部组件的微小型化需求非常迫切，特别是对于敏感器等部件的一体化和微型化提出了非常高的要求，因此，进一步提升光纤陀螺等微光机电产品信号处理系统的集成度、灵活性、通用性势在必行。

发明内容

针对上述相关现有技术不足，本申请提供一种基于SiP的可编程信号处理模块，通过SiP技术实现系统级集成，采用FPGA+ADC+DAC架构，该系统灵活性强、集成度高、实现了小型化，可应用于光纤陀螺等宇航器件。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种基于SiP的可编程信号处理模块，包括基于SiP技术集成封装于一体的核心处理芯片、模数转化单元、数模转化单元、刷新芯片；

模数转化单元，用于将采集到的模拟量转化成数字量，以供核心处理芯片计算处理，模数转化单元包括高速并行ADC芯片和低速串行ADC芯片；

核心处理芯片，包括FPGA芯片，用于完成时序信号的产生与闭环算法设计，并用于计算处理模数转化单元转换的数字量，并将处理后的数字量输入到数模转化单元；

数模转化单元，包括高速并行DAC芯片，用于将核心处理芯片输入的数字量转换为模拟量后向外输出；

刷新芯片，用于在核心处理芯片发生单粒子翻转时，对核心处理芯片进行实时刷新，以使核心处理芯片快速恢复运行。

进一步，高速并行ADC芯片有两片、低速串行ADC芯片有一片、高速并行DAC芯片有一片、刷新芯片有一片，分别连接FPGA芯片。

进一步，所述处理模块集成封装于一封装基体，封装基体为双腔结构，其一面具有上腔体，另一面具有下腔体，FPGA芯片设置于上腔体，高速并行ADC芯片、低速串行ADC芯片、高速并行DAC芯片、刷新芯片设置于下腔体，下腔体内设有解耦电容。

进一步，封装基体采用陶瓷管壳，其一面向内凹陷形成上腔体，上腔体通过第一盖板封闭，第一盖板贴于封装基体一面设置；封装基体另一面设置有柯伐环，下腔体位于柯伐环中间，下腔体通过第二盖板封闭，第二盖板贴于柯伐环顶面设置。

进一步，封装基体具有信号叠层，位于信号叠层的数字信号布线层与模拟信号布线层之间依次具有数字地层、数字电源层、数字地层、模拟电源层，模拟信号布线层另一侧有模拟地层。