申请/专利权人：陕西航天时代导航设备有限公司

申请日：2018-12-27

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN109631885B

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16;G01S19/47

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.05.10#实质审查的生效;2019.04.16#公开

摘要：一种基于双口RAM的导航方法，包括MEMS传感器、GNSS接收装置、DSP主控制单元、第一RS232输出接口、双口RAM芯片、DSP从控制单元、第二RS232输出接口及二次电源模块，通过DSP主控制单元采集数据并进行补偿及DSP从控制单元对数据进行导航解算，最大化利用接口及内部资源，并通过双口RAM芯片进行数据共享，数据传输速度快、实时性高，通过系统全温标定、误差参数补偿及精度验证后，系统输出均满足技术指标要求，具有良好的稳定性和动态响应特性，减少了元器件种类，提高了系统集成度。

主权项：1.一种基于双口RAM的导航方法，其特征在于：包括MEMS传感器、GNSS接收装置、DSP主控制单元、第一RS232输出接口、双口RAM芯片、DSP从控制单元、第二RS232输出接口及二次电源模块，所述MEMS传感器及所述GNSS接收装置与用于采集MEMS传感器的电路信号和接受GNSS接收装置的GPSBD信号的DSP主控制单元连接，所述DSP主控制单元与用于读取DSP主控制单元和DSP从控制单元的数据信息的双口RAM芯片连接，并且所述DSP主控制单元与所述第一RS232输出接口连接，所述双口RAM芯片与用于将所述数据信息进行导航解算的DSP从控制单元连接，所述二次电源模块分别为所述MEMS传感器、所述GNSS接收装置、所述DSP主控制单元、所述双口RAM芯片和所述DSP从控制单元供电，实现导航方法包括如下步骤：定时判断MEMS传感器是否采集到电路信号，如果定时时间到，DSP主控制单元通过SPI接口采集MEMS传感器的电路信号进行温度补偿，判断GNSS接收装置是否有GPSBD信号，如果有DSP主控制单元通过RS232接口接受GNSS接收装置的GPSBD信号，双口RAM芯片读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号，并储存在约定的地址单元中，在向双口RAM芯片右端口进行写操作的同时，双口RAM芯片右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，对双口RAM芯片右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合；DSP从控制单元将导航数据存放到双口RAM芯片约定地址单元中,向左端口进行写操作的同时，左端口产生一个中断信号，DSP主控制单元响应到中断后读取约定地址单元的导航数据，对双口RAM芯片左端口进行写操作,用以清除该中断，双口RAM芯片读取DSP从控制单元的导航结果数据信息共享至DSP主控制单元，DSP主控制单元读取到数据信息后通过第一RS232输出接口输出导航结果数据；所述DSP从控制单元与所述第二RS232输出接口连接，所述DSP从控制单元将导航结果数据信息通过第二RS232输出接口输出导航结果数据。

全文数据：一种基于双口RAM的导航方法技术领域本发明涉及惯性导航系统技术领域，具体涉及一种基于双口RAM的导航方法。背景技术基于双口RAM的导航计算机系统作为导航系统的“中央大脑”，其运行效率和实时性直接影响整个组合导航系统的控制，传统的导航计算机系统设计，采用FPGA+DSP工作模式，FPGA多用于数据采集及模拟外部接口，而DSP用于导航解算、数据融合，两者之间数据传输通过XINTF接口，两个控制器不能同时访问存储器，影响系统的实时性，且FPGA软件接口设计复杂、开发工作量较大。发明内容为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种基于双口RAM的导航方法。本发明的技术方案是：一种基于双口RAM的导航方法，包括MEMS传感器、GNSS接收装置、DSP主控制单元、第一RS232输出接口、双口RAM芯片、DSP从控制单元、第二RS232输出接口及二次电源模块，所述MEMS传感器及所述GNSS接收装置与用于采集MEMS传感器的电路信号和接受GNSS接收装置的GPSBD信号的DSP主控制单元连接，所述DSP主控制单元与用于读取DSP主控制单元和DSP从控制单元的数据信息的双口RAM芯片连接，并且所述DSP主控制单元与所述第一RS232输出接口连接，所述双口RAM芯片与用于将所述数据信息进行导航解算的DSP从控制单元连接，所述二次电源模块分别为所述MEMS传感器、所述GNSS接收装置、所述DSP主控制单元、所述双口RAM芯片和所述DSP从控制单元供电，实现导航方法包括如下步骤：定时判断MEMS传感器是否采集到电路信号，如果定时时间到，DSP主控制单元通过SPI接口采集MEMS传感器的电路信号进行温度补偿，判断GNSS接收装置是否有GPSBD信号，如果有DSP主控制单元通过RS232接口接受GNSS接收装置的GPSBD信号，双口RAM芯片读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号，并储存在约定的地址单元中，在向双口RAM芯片右端口进行写操作的同时，双口RAM芯片右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，对双口RAM芯片右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合；DSP从控制单元将导航数据存放到双口RAM芯片约定地址单元中,向左端口进行写操作的同时，左端口产生一个中断信号，DSP主控制单元响应到中断后读取约定地址单元的导航数据，对双口RAM芯片左端口进行写操作,用以清除该中断，双口RAM芯片读取DSP从控制单元的导航结果数据信息共享至DSP主控制单元，DSP主控制单元读取到数据信息后通过第一RS232输出接口输出导航结果数据。优选的，所述DSP从控制单元与所述第二RS232输出接口连接，所述DSP从控制单元将导航结果数据信息通过第二RS232输出接口输出导航结果数据。本发明的有益效果：通过DSP主控制单元采集数据并进行补偿及DSP从控制单元对数据进行导航解算，最大化利用接口及内部资源，并通过双口RAM芯片进行数据共享，数据传输速度快、实时性高，通过系统全温标定、误差参数补偿及精度验证后，系统输出均满足技术指标要求，具有良好的稳定性和动态响应特性，减少了元器件种类，提高了系统集成度。附图说明图1为本发明功能模块示意图；图2是DSP主控制单元、双口RAM及DSP从控制单元连接示意图；图3是本发明DSP主控制单元采集传感器信息及输出导航结果逻辑图；图4是本发明系统DSP从控制单元导航解算级数据融合逻辑图。具体实施方式为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本发明技术方案如下：一种基于双口RAM的导航方法，如图1所示，包括MEMS传感器、GNSS接收装置、DSP主控制单元、第一RS232输出接口、双口RAM芯片、DSP从控制单元、第二RS232输出接口及二次电源模块，如图2所示，MEMS传感器及GNSS接收装置与用于采集MEMS传感器的电路信号和接受GNSS接收装置的GPSBD信号的DSP主控制单元连接，DSP主控制单元与用于读取DSP主控制单元和DSP从控制单元的数据信息的双口RAM芯片连接，双口RAM采用Cypress公司研制的64k×18位低功耗CMOS型静态双端口CY7C038，最大访问时间为20ms，并且DSP主控制单元与第一RS232输出接口连接，双口RAM芯片与用于将数据信息进行导航解算的DSP从控制单元连接，输入+12V直流电源，滤波后，经二次电源变换，输出+5V，再经内部电源变换后产生3.3V和1.9V电源分别为MEMS传感器、GNSS接收装置供电，3.0V电源为DSP主控制单元、双口RAM和DSP从控制单元供电，实现导航方法包括如下步骤：如图3所示，定时判断MEMS传感器是否采集到电路信号，如果定时时间到，DSP主控制单元通过SPI接口采集MEMS传感器的电路信号进行温度补偿，判断GNSS接收装置是否有GPSBD信号，如果有DSP主控制单元通过RS232接口接受GNSS接收装置的GPSBD信号，如图4所示，双口RAM芯片读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号，并储存在约定的地址单元中，在向双口RAM芯片右端口进行写操作的同时，双口RAM芯片右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，对双口RAM芯片右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合；DSP从控制单元将导航数据存放到双口RAM芯片约定地址单元中,向左端口进行写操作的同时，左端口产生一个中断信号，DSP主控制单元响应到中断后读取约定地址单元的导航数据，对双口RAM芯片左端口进行写操作,用以清除该中断，双口RAM芯片读取DSP从控制单元的导航结果数据信息共享至DSP主控制单元，DSP主控制单元读取到数据信息后通过第一RS232输出接口输出导航结果数据；DSP从控制单元与第二RS232输出接口连接，DSP从控制单元将导航结果数据信息通过第二RS232输出接口输出导航结果数据，第二RS232输出接口用于程序调试，检验导航结果，同时可作为系统对外接口冗余设计。实施例1：DSP主控制单元采集MEMS传感器的角速度、加速度、磁力、气压、温度的数据信息和接收GNSS接收装置的GPSBD电路信号，DSP主控制单元对采集MEMS传感器上的数据信息通过补偿算法进行温度补偿，再将上述数据信息及GPSBD电路信号共享至双口RAM，双口RAM读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号进行储存在约定的地址单元中，在向双口RAM右端口进行写操作的同时，双口RAM右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，然后对双口RAM右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合，DSP从控制单元将导航数据存放到双口RAM约定地址单元中,然后向左端口进行写操作的同时，左端口产生一个中断信号，DSP主控制单元响应到中断后读取约定地址单元的导航数据，然后对双口RAM左端口进行写操作,用以清除该中断，双口RAM读取DSP从控制单元的导航结果数据信息共享至DSP主控制单元，DSP主控制单元读取到数据信息后通过第一RS232输出接口输出导航结果数据。实施例2：DSP主控制单元采集MEMS传感器的角速度、加速度、磁力、气压、温度的数据信息和接受GNSS接收装置的GPSBD电路信号，DSP主控制单元对采集MEMS传感器上的数据信息通过补偿算法进行温度补偿，再将上述数据信息及GPSBD电路信号共享至双口RAM，双口RAM读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号进行储存在约定的地址单元中，在向双口RAM右端口进行写操作的同时，双口RAM右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，然后对双口RAM右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合，DSP从控制单元将导航结果数据信息通过第二RS232输出接口输出导航结果数据。为了避免两个DSP对同一地址单元进行访问时由于地址数据争用而造成的数据读写错误,通过综合考虑忙逻辑硬件判优和中断逻辑中断判优两种方式：1硬件判优方式双口RAM具有解决两个处理器同时访问同一地址单元的硬件仲裁逻辑即BUSY控制，当两端的DSP不对双口RAM的同一地址单元存取时,BUSYL＝H、BUSYR＝H,可正常存储；当两端的DSP对双口RAM同一地址单元存取时,哪个端口的请求存取信号出现后，则其对应的BUSY＝L，禁止其存取数据；在无法判定两个端口存取请求信号出现的先后顺序时,控制线BUSYL、BUSYR只有一个为低电平，能保证对应于BUSY＝H的端口能进行正常存取,对应于BUSY＝L的端口不能存取,从而避免了DSP主控制单元和DSP从控制单元同时竞争地址资源而引发错误的可能。2中断判优方式双口RAM具有两套独立中断逻辑,通过两个INT引脚分别接到DSP主控制单元和DSP从控制单元的中断引脚上,以实现DSP主控制单元和DSP从控制单元的握手，在双口RAM的数据传送中,两端的DSP主控制单元和DSP从控制单元都把双口RAM作为自己存储器的一部分，当DSP主控制单元和DSP从控制单元需要数据传送时,首先将需要传送的数据存放到双口RAM某段约定的地址单元中,然后进行读写操作,用以向另一端口发出一个中断,这样另一开端口就进入其相应的中断服务子程序,将约定地址单元的数据读出,然后进行读写操作,清除该中断。上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

权利要求：1.一种基于双口RAM的导航方法，其特征在于：包括MEMS传感器、GNSS接收装置、DSP主控制单元、第一RS232输出接口、双口RAM芯片、DSP从控制单元、第二RS232输出接口及二次电源模块，所述MEMS传感器及所述GNSS接收装置与用于采集MEMS传感器的电路信号和接受GNSS接收装置的GPSBD信号的DSP主控制单元连接，所述DSP主控制单元与用于读取DSP主控制单元和DSP从控制单元的数据信息的双口RAM芯片连接，并且所述DSP主控制单元与所述第一RS232输出接口连接，所述双口RAM芯片与用于将所述数据信息进行导航解算的DSP从控制单元连接，所述二次电源模块分别为所述MEMS传感器、所述GNSS接收装置、所述DSP主控制单元、所述双口RAM芯片和所述DSP从控制单元供电，实现导航方法包括如下步骤：定时判断MEMS传感器是否采集到电路信号，如果定时时间到，DSP主控制单元通过SPI接口采集MEMS传感器的电路信号进行温度补偿，判断GNSS接收装置是否有GPSBD信号，如果有DSP主控制单元通过RS232接口接受GNSS接收装置的GPSBD信号，双口RAM芯片读取DSP主控制单元的数据信息及GPSBD信号，并储存在约定的地址单元中，在向双口RAM芯片右端口进行写操作的同时，双口RAM芯片右端口产生一个中断信号，DSP从控制单元响应到中断后读取到数据信息，对双口RAM芯片右端口进行写操作用以清除中断，DSP从控制单元进行初始对准、导航计算、数据融合；DSP从控制单元将导航数据存放到双口RAM芯片约定地址单元中,向左端口进行写操作的同时，左端口产生一个中断信号，DSP主控制单元响应到中断后读取约定地址单元的导航数据，对双口RAM芯片左端口进行写操作,用以清除该中断，双口RAM芯片读取DSP从控制单元的导航结果数据信息共享至DSP主控制单元，DSP主控制单元读取到数据信息后通过第一RS232输出接口输出导航结果数据。2.根据权利要求1所述的一种基于双口RAM的导航方法，其特征在于：所述DSP从控制单元与所述第二RS232输出接口连接，所述DSP从控制单元将导航结果数据信息通过第二RS232输出接口输出导航结果数据。

百度查询： 陕西航天时代导航设备有限公司 一种基于双口RAM的导航方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD