CN104049997A - 基于复用技术的卫星接收机在线加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，具体为：1：在卫星接收机的主处理器的多缓冲通道同步串口上复用模拟同步串口功能；2：该功能用于主处理器与卫星接收机的捕获单元模块之间的通信；3.1：上位机通过捕获单元模块中的逻辑器件将在线升级数据传送到主处理器；3.2：主处理器对在线升级数据校验容错后，发送到逻辑器件的并口；3.3：逻辑器件收到在线升级数据后，向逻辑器件的外围存储器写入在线升级数据；3.4：如果逻辑器件收到地址触发结束标志，则执行3.5，否则，执行3.3；3.5：主处理器向逻辑器件写启动首地址；4：使卫星接收机重新上电或复位，逻辑器件通过读启动首地址进行在线加载；本发明实现成本低。

Description

基于复用技术的卫星接收机在线加载方法

 

（一）、技术领域：本发明涉及一种卫星接收机在线加载方法，特别涉及一种基于复用技术的卫星接收机在线加载方法。

（二）、背景技术：目前，卫星接收机的应用日益广泛，已深入应用到导航授时的电子设备中。由于卫星接收机自身小型化和低功耗因素的限制，使其外围接口极为简单。在这种特定因素的限制下，当不同厂家推出的接收机算法及性能进行完善与提高时，会造成用户对新版本的更新极其不便，接收机厂家给用户的升级必须到终端单个进行加载，这就使接收机的后期维护费用增加，从某种意义上说，限制了接收机的应用与发展。因此，对卫星接收机的在线加载是一项重要的技术。

从现有的卫星接收机在线加载现状来看有三种主流方法：一种是基于网络进行加载的方法，另一种是基于USB进行加载的方法，还有就是基于串口的方法。对于通过网络进行加载的方法，由于接收机本身要具备扩展网络接口，其适用于电力等大型设备，不考虑小型化与功耗参数；而基于USB加载的方法是针对接收机的实现方案中具有USB功能的器件（如ARM等），由于这些器件本身接口广泛，适合应用于导航定位型的接收机中；而基于串口的方式，由于其接口方便，适合于大多数处理器的应用。

（三）、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，该方法能够在不增加硬件成本的前提下实现在线加载，实现成本低。

本发明的技术方案：

一种基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，含有下列步骤：

 步骤1：在卫星接收机的主处理器的多缓冲通道同步串口上，复用SPI接口功能和模拟同步串口功能；主处理器为DSP数字信号处理器；

 步骤2：模拟同步串口功能用于主处理器与卫星接收机的捕获单元模块之间的DMA通信，多缓冲通道同步串口上时分复用SPI接口功能，该SPI接口功能用于主处理器对卫星接收机的SPI接口存储器的读写；多缓冲通道同步串口实现外部数据与主处理器间多同步串口的不同数据类型间高速交互，完成接收机观测量和电文的数据传递；

 步骤3：在卫星接收机内部通过共享内存的方法对主处理器的程序进行在线加载，主处理器通过捕获单元模块中的逻辑器件与上位机间进行在线升级数据的传送；具体步骤如下：

 步骤3.1：上位机通过捕获单元模块中的逻辑器件将在线升级数据传送到主处理器，在线升级数据的格式为数据帧格式；

 步骤3.2：主处理器通过数据帧的帧头区分在线升级数据的类型，主处理器对在线升级数据校验容错后，发送到逻辑器件的并口；

 步骤3.3：逻辑器件收到在线升级数据后，通过存储单元地址增加的方式向逻辑器件的外围存储器写入在线升级数据；

 步骤3.4：如果逻辑器件的并口收到主处理器发出的地址触发结束标志，则完成数据更新，并执行步骤3.5，否则，执行步骤3.3；

 步骤3.5：主处理器向逻辑器件的并口写启动首地址；

 步骤4： 使卫星接收机重新上电或复位，这时，逻辑器件通过读启动首地址进行卫星接收机的在线加载。逻辑器件从首地址开始执行，而主处理器则从不同的地址扇区进行存储。

    通过主处理器自身的软件配置，使多缓冲通道同步串口工作于时钟停止主模式下，即SPI接口功能模式下；所述SPI接口存储器完成星历和历书的存储，以保证接收机的快速跟踪捕获功能，实现热启动捕获跟踪功能。

模拟同步串口功能的工作模式为标准帧串口模式，主处理器为从模式，逻辑器件为主模式，卫星接收机重新上电或复位时，主处理器一直处于等待接收数据状态，逻辑器件从其外围存储器中读出主处理器的程序，并判断加载的首地址，通过模拟同步串口功能，以位宽16位字方式对主处理器进行数据加载，当主处理器接收完成后，向逻辑器件写主处理器启动成功地址触发，主处理器启动完成，逻辑器件则向下进行程序运行，这样就完成了主处理器程序的在线加载。

    步骤3.1中，上位机先将在线升级数据传送给逻辑器件，逻辑器件收到后通过判断代码的正确性与完整性，进行转换逻辑,然后，逻辑器件再通过模拟同步串口功能，以位宽32位字方式将在线升级数据传送到主处理器。主处理器的时钟来自外来逻辑器件，时钟工作在10M左右；当主处理器配置完成后，通过DMA中断进行数据读取，在主处理器中通过帧协议类型进行区分处理，对于实时性能要求不高的类型在中断中设标志，通过主程序轮询标志位来处理，如升级包数据，外部串口设置参数等。

本发明的有益效果：

1．          本发明在不增加卫星接收机硬件连接的基础上，通过通信链路的复用

技术，使数据链路多通道同步串口工作于标准帧串口和SPI同步串口中，数据通过硬件DMA通道进行地址映射，传送完成后通过中断来通知主处理器处理接收数据，既不影响卫星接收机的实时性，又不增加硬件成本。而且，本发明能够实现逻辑器件与主处理器的程序代码的内存共处，减少了硬件开销与成本。本发明适用于低成本、低功耗、高性能的卫星接收机。

2.   本发明解决了卫星接收机的主处理器没有串口和不能自启动的问题，

提供了主处理器程序的实时加载功能。

3.   本发明采用DMA技术，使主处理器与逻辑器件之间直接进行内存互换，减少了主处理器的接口处理时间。

4.    本发明的主处理器与逻辑器件的并口操作使主处理器在接口处理上得到简化，以利于主处理器将工作重点放在卫星跟踪与定位授时上。

（四）、说明书附图：

图1为多缓冲通道同步串口复用为SPI接口功能时的时序图；

图2为多缓冲通道同步串口复用为模拟同步串口功能时的时序图。

（五）、具体实施方式：

基于复用技术的卫星接收机在线加载方法含有下列步骤：

 步骤1：在卫星接收机的主处理器的多缓冲通道同步串口上，复用SPI接口功能和模拟同步串口功能；主处理器为DSP数字信号处理器；

 步骤2：模拟同步串口功能用于主处理器与卫星接收机的捕获单元模块之间的DMA通信，多缓冲通道同步串口上时分复用SPI接口功能，该SPI接口功能用于主处理器对卫星接收机的SPI接口存储器的读写；多缓冲通道同步串口实现外部数据与主处理器间多同步串口的不同数据类型间高速交互，完成接收机观测量和电文的数据传递；

 步骤3：在卫星接收机内部通过共享内存的方法对主处理器的程序进行在线加载，主处理器通过捕获单元模块中的逻辑器件与上位机间进行在线升级数据的传送；具体步骤如下：

 步骤3.1：上位机通过捕获单元模块中的逻辑器件将在线升级数据传送到主处理器，在线升级数据的格式为数据帧格式；

 步骤3.2：主处理器通过数据帧的帧头区分在线升级数据的类型，主处理器对在线升级数据校验容错后，发送到逻辑器件的并口；

 步骤3.3：逻辑器件收到在线升级数据后，通过存储单元地址增加的方式向逻辑器件的外围存储器写入在线升级数据；

 步骤3.4：如果逻辑器件的并口收到主处理器发出的地址触发结束标志，则完成数据更新，并执行步骤3.5，否则，执行步骤3.3；

 步骤3.5：主处理器向逻辑器件的并口写启动首地址；

 步骤4： 使卫星接收机重新上电或复位，这时，逻辑器件通过读启动首地址进行卫星接收机的在线加载。逻辑器件从首地址开始执行，而主处理器则从不同的地址扇区进行存储。

    通过主处理器自身的软件配置，使多缓冲通道同步串口工作于时钟停止主模式下，即SPI接口功能模式下（如图1所示）；所述SPI接口存储器完成星历和历书的存储，以保证接收机的快速跟踪捕获功能，实现热启动捕获跟踪功能。

模拟同步串口功能的工作模式为标准帧串口模式（如图2所示），主处理器为从模式，逻辑器件为主模式，卫星接收机重新上电或复位时，主处理器一直处于等待接收数据状态，逻辑器件从其外围存储器中读出主处理器的程序，并判断加载的首地址，通过模拟同步串口功能，以位宽16位字方式对主处理器进行数据加载，当主处理器接收完成后，向逻辑器件写主处理器启动成功地址触发，主处理器启动完成，逻辑器件则向下进行程序运行，这样就完成了主处理器程序的在线加载。

    步骤3.1中，上位机先将在线升级数据传送给逻辑器件，逻辑器件收到后通过判断代码的正确性与完整性，进行转换逻辑,然后，逻辑器件再通过模拟同步串口功能，以位宽32位字方式将在线升级数据传送到主处理器。主处理器的时钟来自外来逻辑器件，时钟工作在10M左右；当主处理器配置完成后，通过DMA中断进行数据读取，在主处理器中通过帧协议类型进行区分处理，对于实时性能要求不高的类型在中断中设标志，通过主程序轮询标志位来处理，如升级包数据，外部串口设置参数等。

Claims (4)

1.一种基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，其特征是：含有下列步骤：

 步骤1：在卫星接收机的主处理器的多缓冲通道同步串口上，复用SPI接口功能和模拟同步串口功能；

 步骤2：模拟同步串口功能用于主处理器与卫星接收机的捕获单元模块之间的DMA通信，多缓冲通道同步串口上时分复用SPI接口功能，该SPI接口功能用于主处理器对卫星接收机的SPI接口存储器的读写；

 步骤3：具体如下：

 步骤3.1：上位机通过捕获单元模块中的逻辑器件将在线升级数据传送到主处理器，在线升级数据的格式为数据帧格式；

 步骤3.2：主处理器通过数据帧的帧头区分在线升级数据的类型，主处理器对在线升级数据校验容错后，发送到逻辑器件的并口；

 步骤3.3：逻辑器件收到在线升级数据后，通过存储单元地址增加的方式向逻辑器件的外围存储器写入在线升级数据；

 步骤3.4：如果逻辑器件的并口收到主处理器发出的地址触发结束标志，则完成数据更新，并执行步骤3.5，否则，执行步骤3.3；

 步骤3.5：主处理器向逻辑器件的并口写启动首地址；

 步骤4： 使卫星接收机重新上电或复位，这时，逻辑器件通过读启动首地址进行卫星接收机的在线加载。

2.根据权利要求1所述的基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，其特征是：通过所述主处理器自身的软件配置，使多缓冲通道同步串口工作于时钟停止主模式下，即SPI接口功能模式下；所述SPI接口存储器完成星历和历书的存储。

3.根据权利要求1所述的基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，其特征是：所述模拟同步串口功能的工作模式为标准帧串口模式，主处理器为从模式，逻辑器件为主模式，卫星接收机重新上电或复位时，逻辑器件从其外围存储器中读出主处理器的程序，并判断加载的首地址，通过模拟同步串口功能，以位宽16位字方式对主处理器进行数据加载，完成主处理器程序的在线加载。

4.根据权利要求1所述的基于复用技术的卫星接收机在线加载方法，其特征是：所述步骤3.1中，上位机先将在线升级数据传送给逻辑器件，逻辑器件再通过模拟同步串口功能，以位宽32位字方式将在线升级数据传送到主处理器。