激光陀螺捷联惯导系统是当前船舶导航系统的一个重要发展方向。论文主要研究了平台级FPGA在捷联惯导系统中的应用,提出了基于SoPC的捷联惯导系统硬件平台的构建新方法。首先,论文介绍了捷联惯导系统和激光陀螺的基本理论,并在此基础上,结合平台级FPGA兼具高性能处理器和可编程逻辑的特点,给出了基于SoPC的激光陀螺捷联惯导系统硬件平台的组成和总体设计方案。其次,论文根据设计方案,选择Xilinx的Virtex-4 FX20 FPGA作为主芯片,硬件平台的功能控制、数据采集与处理以及通信接口等外设功能都在单一FPGA芯片上实现。详细论述了捷联惯导系统硬件平台电路板的设计,包括FPGA的配置与存储电路、激光陀螺信号采集电路、通信接口电路和供电电源电路等模块,完成了硬件平台的原理图和PCB设计。同时为了满足导航数据处理中大量浮点运算的需求,在FPGA丰富的可编程逻辑中设计了浮点算法处理器,通过辅助处理单元控制器与PowerPC405处理器接口,结合Xilinx公司提供的EDK软件,在XPS开发环境下,软硬件协同工作,提高了捷联惯导系统硬件平台的整体性能。最后,论文在完成硬件平台电路板和FPGA片内逻辑的设计后,研究了硬件平台的软件架构和加载方法,对硬件平台的基本参数进行了测试,并针对系统调试过程中出现的几个案例进行分析,最终调试结果达到设计要求。本硬件平台的设计实现,能够满足捷联惯导系统对高精度和实时性的要求,适应了其高性能和高集成度的发展方向,并具有良好的可扩展性。