CN109828287A - 一种导航定位装置、固件维护方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导航定位装置、固件维护方法及计算机可读存储介质,所述导航定位装置包括全球导航卫星系统GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;所述GNSS高精度板卡与所述ZYNQ芯片电连接,所述ZYNQ芯片至少包括随机存取存储器RAM,所述ZYNQ芯片用于通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。ZYNQ芯片仅仅依靠其片上内存(ZYNQ芯片内部的RAM)即可完成导航定位的功能,如固件程序的加载、启动以及运行等操作;在保证定位的高精度的同时,还可极大的减小导航定位装置的体积,节约了硬件成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及定位技术,尤其涉及一种导航定位装置、固件维护方法及计算机可读存储介质。
背景技术
随着导航定位技术在现代社会生活中的应用越来越广泛,适用于高精度定位的需求也越来越大。
GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统)为高精度定位提供了基础;如图1所示,图1为现有技术的一种导航定位装置的结构示意图,现有技术中的导航定位装置包括GNSS高精度板卡21和ZYNQ芯片22,虽然能满足高精度定位的需求,然而其是通过ZYNQ芯片22中的DDR(Double Data Rate,双倍速率)控制器,控制GNSS高精度板卡21中的DDR内存211,以完成导航定位的工作;由于必须外接DDR内存,现有的导航定位装置在功耗、体积以及成本等方面存在较大的劣势。
发明内容
本发明提供一种导航定位装置及其固件维护方法,以解决现有导航定位装置中存在的高功耗、大体积等问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种导航定位装置,所述导航定位装置包括全球导航卫星系统GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;所述GNSS高精度板卡与所述ZYNQ芯片电连接,所述ZYNQ芯片至少包括随机存取存储器RAM,所述ZYNQ芯片用于通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
可选的,所述GNSS高精度板卡包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块;
所述时钟模块、所述电源模块、所述接口模块及所述存储模块均与所述ZYNQ芯片电连接。
可选的,所述ZYNQ芯片包括XCZ7007S处理器。
第二方面,本发明实施例提供了一种导航定位装置的固件维护方法,应用于具有第一方面中任意一项特征的导航定位装置,所述导航定位装置包括全球导航卫星系统GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;所述GNSS高精度板卡与所述ZYNQ芯片电连接,所述ZYNQ芯片至少包括随机存取存储器RAM;所述固件维护方法包括:
所述ZYNQ芯片运行引导代码;
所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像;其中,所述固件中包括第一阶段引导加载程序FSBL固件,或者硬实时内核uC/OS-Ⅱ固件和所述FSBL固件;
若所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址到所述固件的有效镜像,则所述ZYNQ芯片执行FSBL;
所述ZYNQ芯片从所述GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得所述导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ,并通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
可选的,所述GNSS高精度板卡包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块;所述时钟模块、所述电源模块、所述接口模块及所述存储模块均与所述ZYNQ芯片电连接;
所述ZYNQ芯片从所述GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得所述导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ包括:
所述ZYNQ芯片从所述存储模块中读取uC/OS-Ⅱ,并通过所述RAM和所述存储模块运行uC/OS-Ⅱ的数据处理功能。
可选的,所述固件中还包括FPGA数据流固件;
所述uC/OS-Ⅱ固件、所述FSBL固件及所述FPGA数据流固件的头部分别设有第一固件信息帧头、第二固件信息帧头和第三固件信息帧头。
可选的,所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像之后还包括:
若所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中未寻址到所述固件的有效镜像,则继续执行所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像的操作。
可选的,还包括:
所述ZYNQ芯片接收到上位机发送的升级信息;
所述ZYNQ芯片接收所述上位机发送的固件包;
所述ZYNQ芯片将所述固件包写入所述存储模块;
所述ZYNQ芯片向所述上位机回复写入成功信息;
若所述ZYNQ芯片判断固件升级完成,则所述ZYNQ芯片向所述上位机回复升级完成信息。
可选的,所述ZYNQ芯片向所述上位机回复写入成功信息之后还包括:
若所述ZYNQ芯片判断固件升级未完成,则继续执行所述ZYNQ芯片接收所述上位机发送的固件包的操作。
第三方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如第二方面任一所述的导航定位装置的固件维护方法。
本发明通过采用包括GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片的导航定位装置,ZYNQ芯片通过处理其内部RAM中的数据以控制GNSS高精度板卡完成定位功能,不需要外接的DDR内存,也即ZYNQ芯片仅仅依靠其片上内存(ZYNQ芯片内部的RAM)即可完成导航定位的功能,如固件程序的加载、启动以及运行等操作;在保证定位的高精度的同时,还可极大的减小导航定位装置的体积,节约了硬件成本。
附图说明
图1为现有技术的一种导航定位装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的又一种导航定位装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种导航定位装置的固件维护方法的流程图;
图5为本发明实施例提供的又一种导航定位装置的固件维护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例
参考图2,图2为本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构示意图,导航定位装置包括GNSS高精度板卡11和ZYNQ芯片12;GNSS高精度板卡11与ZYNQ芯片12电连接,ZYNQ芯片12至少包括随机存取存储器RAM 121,ZYNQ芯片12用于通过处理RAM 121中的数据以控制GNSS高精度板卡11进行定位。
具体的,ZYNQ芯片12至少包括RAM 121,RAM 121中存储着当前ZYNQ芯片12需要处理的数据,ZYNQ芯片12处理RAM 121中的数据,以完成高精度的导航定位功能;示例性的,ZYNQ芯片中集成有ARM Cortex-A9核(Processing System)以及逻辑门可编程逻辑单元(Programable Logic,PL),具有异构多核的处理器以及集成有FPGA(Field-ProgrammableGate Array,现场可编程门阵列),可实现硬件的定制以及提供并行数据计算条件,极大的提高了计算速度;同时与现有技术相比,不需要外接DDR内存,可极大地减小导航定位装置的体积。
本实施例的技术方案,通过采用包括GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片的导航定位装置,ZYNQ芯片通过处理其内部RAM中的数据以控制GNSS高精度板卡完成定位功能,不需要外接的DDR内存,也即ZYNQ芯片仅仅依靠其片上内存(ZYNQ芯片内部的RAM)即可完成导航定位的功能,如固件程序的加载、启动以及运行等操作;在保证定位的高精度的同时,还可极大的减小导航定位装置的体积,节约了硬件成本。
可选的,参考图3,图3为本发明实施例提供的又一种导航定位装置的结构示意图,GNSS高精度板卡11包括时钟模块111、电源模块112、接口模块113和存储模块114;
其中,时钟模块111、电源模块112、接口模块113以及存储模块114均与ZYNQ芯片12电连接。
具体的,ZYNQ芯片12内部配置有相应的存储模块控制器以及接口模块控制器,存储模块114可为SPI NOR FLASH,接口模块113可为串口UART,时钟模块111为ZYNQ芯片的正常工作提供时钟信号,电源模块112则为ZYNQ芯片12正常工作提供电源;导航定位装置工作时,导航定位装置将ZYNQ芯片12需要处理的数据存入RAM 121以及存储模块114中,ZYNQ芯片12处理位于RAM 121以及存储模块114中的数据以完成导航定位等功能的运算;需要说明的是,存储模块114并不是DDR内存,而是SPI NOR FLASH或者其他型号GNSS高精度板卡上自身集成的存储模块,由于不需要外接DDR内存,而是直接利用GNSS高精度板卡上的内存即可完成导航定位的功能,极大的减小了导航定位装置的体积,节约了成本,同时将部分ZYNQ芯片12需要处理的数据存储于GNSS高精度板卡11的存储模块114中,可减轻ZYNQ芯片12的负担,延长导航定位装置的使用寿命。
本实施例的技术方案,通过采用包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块的导航定位装置,ZYNQ芯片通过处理RAM以及存储模块中的数据以完成导航定位功能,减小导航定位装置体积、节约成本的同时,还可减轻ZYNQ芯片的负担,延长使用寿命。
可选的,ZYNQ芯片包括XCZ7007S处理器。
XCZ7007S为异构多核处理器,可满足高精度定位计算的需求,同时其内部具有一个256K的RAM,通过处理RAM中的数据,即可完成导航定位的计算。
参考图4,图4为本发明实施例提供的一种导航定位装置的固件维护方法的流程图,导航定位装置包括GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;GNSS高精度板卡与ZYNQ芯片电连接,ZYNQ芯片至少包括RAM;固件维护方法包括:
步骤401,ZYNQ芯片运行引导代码。
具体的,导航定位装置上电后,ZYNQ芯片开始运行固化在ZYNQ芯片内部的引导代码,即BootROM。
步骤402,ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像。
具体的,固件包括第一阶段引导加载程序FSBL固件,或者硬实时内核uC/OS-Ⅱ固件和FSBL固件;ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中寻址到FSBL固件,即可执行后续的步骤。
可选的,若ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中未寻址到固件的有效镜像,则继续执行在GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像的操作;直至寻址到固件的有效镜像或者由于断电等原因而导致寻址固件有效镜像的操作中断。
步骤403,若ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中寻址到固件的有效镜像,则ZYNQ芯片执行FSBL。
具体的,ZYNQ芯片寻址到FSBL固件的有效镜像后,即可执行FSBL,FSBL可为用户可控的代码,以根据用户的实际需求完成不同的功能,适用范围更广。
步骤404,ZYNQ芯片从GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ,并通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
具体的,ZYNQ芯片从GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ系统,也即uC/OS-Ⅱ系统开始在导航定位装置中运行,ZYNQ芯片根据uC/OS-Ⅱ系统的指令处理RAM中的数据以控制GNSS高精度板卡完成定位的功能。
本实施例的技术方案,通过设置导航定位装置的固件加载流程,以使导航定位装置无需利用DDR内存即可完成高精度定位的功能,在保证定位的高精度的同时,还可极大的减小导航定位装置的体积,节约了硬件成本。
可选的,GNSS高精度板卡包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块;时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块均与ZYNQ芯片电连接;
ZYNQ芯片从GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ的方法可以包括:
ZYNQ芯片从所述存储模块中读取uC/OS-Ⅱ,并通过RAM和存储模块运行uC/OS-Ⅱ的数据处理功能。
具体的,ZYNQ芯片内部配置有相应的存储模块控制器以及接口模块控制器,存储模块可为SPI NOR FLASH,接口模块可为串口UART,时钟模块为ZYNQ芯片的正常工作提供时钟信号,电源模块则为ZYNQ芯片正常工作提供电源;导航定位装置工作时,导航定位装置将ZYNQ芯片需要处理的数据存入RAM以及存储模块中,ZYNQ芯片处理位于RAM以及存储模块中的数据以完成导航定位等功能的运算;需要说明的是,存储模块并不是DDR内存,而是SPINOR FLASH或者其他型号GNSS高精度板卡上自身集成的存储模块,由于不需要外接DDR内存,而是直接利用GNSS高精度板卡上的内存即可完成导航定位的功能,极大的减小了导航定位装置的体积,节约了成本,同时将部分ZYNQ芯片需要处理的数据存储于GNSS高精度板卡的存储模块中,可减轻ZYNQ芯片的负担,延长导航定位装置的使用寿命。
可选的,固件还包括FPGA数据流固件;
uC/OS-Ⅱ固件、FSBL固件及FPGA数据流固件的头部分别设有第一固件信息帧头、第二固件信息帧头和第三固件信息帧头。
具体的,第一固件信息帧头、第二固件信息帧头以及第三固件信息帧头可根据用户的自身需求进行设定,可为相同的固件信息帧头也可为不同的固件信息帧头,通过用户的自定义设置,以达到保密等效果,提高导航定位装置使用的安全性。
可选的,参考图5,图5为本发明实施例提供的又一种导航定位装置的固件维护方法的流程图,固件维护方法还包括:
步骤501,ZYNQ芯片接收到上位机发送的升级信息。
具体的,ZYNQ芯片上电后若接收到上位机发送的升级信息,则开始进行升级程序。
步骤502,ZYNQ芯片接收上位机发送的固件包。
示例性的,上位机向ZYNQ芯片发送一包(1024字节)的固件包,可以理解的是,上位机向ZYNQ发送固件包的形式也可为多种,本发明实施例对此不做具体限定,只要ZYNQ芯片可成功接收上位机发送的固件包即可。
步骤503,ZYNQ芯片将固件包写入存储模块。
具体的,ZYNQ芯片将从上位机接收到的固件包写入存储模块,以便于执行后续的步骤。
步骤504,ZYNQ芯片向上位机回复写入成功信息。
示例性的,ZYNQ芯片将固件包写入存储模块后,可向上位机回复写入成功信息,示例性的,写入成功信息中包括代码0x01,而上位机若接收到0x01,则说明ZYNQ芯片已完成一个固件包的接收,然而固件升级并未完成,因此上位机继续向ZYNQ芯片发送下一个固件包。
步骤505,若ZYNQ芯片判断固件升级完成,则ZYNQ芯片向上位机回复升级完成信息。
示例性的,ZYNQ芯片判断所有的固件都升级完成后,可向上位机回复升级完成信息,示例性的,升级完成信息中包括代码0x03,而若上位机接收到ZYNQ芯片发送的0x03,则表明ZYNQ芯片中的所有固件均已升级完成,此时上位机则可不再向ZYNQ芯片发送固件包,而ZYNQ芯片则可继续执行如导航定位等的操作。
可选的,若ZYNQ芯片判断固件升级未完成,则继续执行ZYNQ芯片接收上位机发送的固件包的操作。
具体的,ZYNQ芯片的固件未升级完成,则继续接收上位机发送的固件包,直至所有的固件均完成升级后,以向上位机发送固件升级完成的信息,至此,即可完成导航定位装置固件的升级操作。
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种导航定位装置的固件维护方法,该方法包括:
ZYNQ芯片运行引导代码。
ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像。
若ZYNQ芯片在GNSS高精度板卡中寻址到固件的有效镜像,则ZYNQ芯片执行FSBL。
ZYNQ芯片从GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ,并通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的固件维护方法中的相关操作。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种导航定位装置,其特征在于,所述导航定位装置包括全球导航卫星系统GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;所述GNSS高精度板卡与所述ZYNQ芯片电连接,所述ZYNQ芯片至少包括随机存取存储器RAM,所述ZYNQ芯片用于通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
2.根据权利要求1所述的导航定位装置,其特征在于,所述GNSS高精度板卡包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块;
所述时钟模块、所述电源模块、所述接口模块及所述存储模块均与所述ZYNQ芯片电连接。
3.根据权利要求2所述的导航定位装置,其特征在于,所述ZYNQ芯片包括XCZ7007S处理器。
4.一种导航定位装置的固件维护方法,应用于具有如权利要求1-3中任意一项特征的导航定位装置,其特征在于,所述导航定位装置包括全球导航卫星系统GNSS高精度板卡和ZYNQ芯片;所述GNSS高精度板卡与所述ZYNQ芯片电连接,所述ZYNQ芯片至少包括随机存取存储器RAM;所述固件维护方法包括:
所述ZYNQ芯片运行引导代码;
所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像;其中,所述固件中包括第一阶段引导加载程序FSBL固件,或者硬实时内核uC/OS-Ⅱ固件和所述FSBL固件;
若所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址到所述固件的有效镜像,则所述ZYNQ芯片执行FSBL;
所述ZYNQ芯片从所述GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得所述导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ,并通过处理所述RAM中的数据以控制所述GNSS高精度板卡进行定位。
5.根据权利要求4所述的固件维护方法,其特征在于,所述GNSS高精度板卡包括时钟模块、电源模块、接口模块和存储模块;所述时钟模块、所述电源模块、所述接口模块及所述存储模块均与所述ZYNQ芯片电连接;
所述ZYNQ芯片从所述GNSS高精度板卡中读取uC/OS-Ⅱ,以使得所述导航定位装置运行uC/OS-Ⅱ包括:
所述ZYNQ芯片从所述存储模块中读取uC/OS-Ⅱ,并通过所述RAM和所述存储模块运行uC/OS-Ⅱ的数据处理功能。
6.根据权利要求4所述的固件维护方法,其特征在于,所述固件中还包括FPGA数据流固件;
所述uC/OS-Ⅱ固件、所述FSBL固件及所述FPGA数据流固件的头部分别设有第一固件信息帧头、第二固件信息帧头和第三固件信息帧头。
7.根据权利要求4所述的固件维护方法,其特征在于,所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像之后还包括:
若所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中未寻址到所述固件的有效镜像,则继续执行所述ZYNQ芯片在所述GNSS高精度板卡中寻址固件的有效镜像的操作。
8.根据权利要求5所述的固件维护方法,其特征在于,还包括:
所述ZYNQ芯片接收到上位机发送的升级信息;
所述ZYNQ芯片接收所述上位机发送的固件包;
所述ZYNQ芯片将所述固件包写入所述存储模块;
所述ZYNQ芯片向所述上位机回复写入成功信息;
若所述ZYNQ芯片判断固件升级完成,则所述ZYNQ芯片向所述上位机回复升级完成信息。
9.根据权利要求8所述的固件维护方法,其特征在于,所述ZYNQ芯片向所述上位机回复写入成功信息之后还包括:
若所述ZYNQ芯片判断固件升级未完成,则继续执行所述ZYNQ芯片接收所述上位机发送的固件包的操作。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求4-9中任一所述的导航定位装置的固件维护方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190531 |