人们对于旋翼飞行器的研究始于20世纪初,由于工艺水平的限制和相关理论的匮乏并没有取得良好的结果。但是随着微电子工艺水平的进步,相关导航技术理论的成熟,以及无人机的军用、民用和商用等需求的增加,多旋翼无人机的开发和应用显得越来越重要,这不仅具有极大理论研究价值,还能带来可观的商业价值。本文以实验室的无人机芯片开发项目为研究背景,研究多旋翼无人机飞控芯片的原型控制电路,并搭建以FPGA为核心的无人机芯片测试平台,用于开发和测试多旋翼无人机芯片电路的软件模块和硬件模块,并为实现多旋翼无人机的控制芯片奠定一定的基础条件。本文对多旋翼无人机的发展、导航技术的相关知识进行了阐述,详细描述了本文使用的姿态算法和控制算法原理。基于ARM控制器建立了多旋翼无人机的测试环境,进行了算法验证和系统总体结构的验证。其中,主要研究了惯性传感器初始化算法、多旋翼无人机姿态导航算法、PID运动控制算法的实现问题以及系统的总体结构。在ARM平台的搭建工作中,算法测试得到的数据,都为FPGA测试平台中的设计提供了实际的参考数据。最重要的部分是多旋翼无人机飞控芯片电路的设计和测试工作。FPGA硬件板卡是该部分的基础硬件,本文中使用了以Zynq7020为核心的开发板,自行设计了底层的接口板卡,用于连接传感器、供电模块等。FPGA的电路设计部分,主要完成了基于互补滤波的姿态算法电路IP模块、双环PID控制算法电路IP模块以及多旋翼无人机飞控芯片的顶层电路。在对两个主要算法电路模块的测试工作中,使用的参考数据来自ARM控制器平台,并与测试得到的数据进行了对比分析。分析结果可以证明两个主要算法电路和算法原理的一致性。