CN113742280B - 能够自定义通信协议的双arm系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够自定义通信协议的双ARM系统，两个ARM芯片相同，第一ARM芯片的8个GPIO接口引脚与显示模块连通；第一ARM芯片和第二ARM芯片的JTAG接口用于数据加载和调试；第一ARM芯片的两组AD转换接口用于连通传感器，对传感器模拟信号进行转换；第一ARM芯片的SPI接口用于数据信号的无线发送；第一ARM芯片的IIC接口与陀螺仪连通；第一ARM芯片的PWM功能IO接口用于输出PWM调制信号；第二ARM芯片的24个GPIO接口与SRAM静态随机存取存储器连通，用于双ARM系统在进行顶层算法的演算时，快速储存所需要保存的临时变量和数据；第二ARM芯片的IIC接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统运行中的故障信息；第二ARM芯片的SPI接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统开发过程中的离线调试信息。

Description

能够自定义通信协议的双ARM系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体提供了能够自定义通信协议的双ARM系统。
背景技术
机器人已经在各行各业得到广泛应用，作为一种嵌入式系统，典型的机器人能够通过传感器获取外部信息，并完成自主决策和动作执行。几乎所有的机器人都需要根据实际要求搭建以处理器、传感器、执行机构为硬件基础的控制结构。
轮式行进机器人作为当前应用最多的一种机器人，在的业务执行上主要包括两个方面：一是对行进路线的顶层演算，即综合已知的地图和环境信息，对前往目的地的路径进行规划，以最佳的路线到达目的地；二是对底层运动进行控制，即结合红外传感器、编码器、陀螺仪及加速度计等外部传感器，控制执行机构(例如电机)完成加速、减速、匀速、转弯、刹车等动作，使机器人在不遇到障碍物的情况下，以最快的速度沿演算路径到达目的地。
目前，在机器人的控制结构上，采用的传感器数量和类别越来越多，对数据进行综合处理的能力要求也越来越高，但在处理器的设计方案上，目前大多还是采用单处理器方案，常见的有ARM处理芯片、FPGA芯片或DSP芯片。随着机器人系统越来越复杂，目前也出现了部分采用双处理器的方案，但多处理器方案无疑会增加软件开发和调试复杂度、增加硬件成本，日益增多的外围设备资源势也必会占有更大的PCB板布局空间，对空间有要求的小车必定会有所影响，同时，采用双处理器涉及到双核之间的通讯，这方面也受到芯片引脚资源的限制，如何在满足外部设备通讯的前提下，对双处理器间的通讯接口进行设计成为一个重点。
发明内容
本发明的目的：为了克服当前双ARM系统的引脚利用率低、散热要求高、空间布局不灵活的缺陷，提出一种基于双PCB、空间布局灵活、双ARM间通信引脚可自定义的双ARM系统，该系统可用于对计算能力要求较高、通信引脚资源不足、布局和散热空间受限的嵌入式系统中。
本发明的技术方案：
提供能够自定义通信协议的双ARM系统，包括第一ARM芯片、第二ARM 芯片、显示模块、传感器、陀螺仪、SRAM静态随机存取存储器和FLASH存储器；
两个ARM芯片相同，每个ARM芯片具有GPIO接口、JTAG接口、AD转换接口、SPI接口、IIC接口、PWM功能IO接口；
第一ARM芯片的8个GPIO接口引脚与显示模块连通；
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚一一对应连通；
第一ARM芯片和第二ARM芯片的JTAG接口用于数据加载和调试；
第一ARM芯片的两组AD转换接口用于连通传感器，对传感器模拟信号进行转换；
第一ARM芯片的SPI接口用于数据信号的无线发送；
第一ARM芯片的IIC接口与陀螺仪连通；
第一ARM芯片的PWM功能IO接口用于输出PWM调制信号；
第二ARM芯片的24个GPIO接口与SRAM静态随机存取存储器连通，用于双ARM系统在进行顶层算法的演算时，快速储存所需要保存的临时变量和数据；
第二ARM芯片的IIC接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统运行中的故障信息；
第二ARM芯片的SPI接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统开发过程中的离线调试信息。
进一步的，所述ARM芯片型号为LM3S9B92。
进一步的，双ARM系统为电动车系统或机器人系统。
进一步的，所述传感器为红外传感器。
进一步的，PWM功能IO接口输出的PWM调制信号用于调制电机转矩。
进一步的，第一ARM芯片的IIC接口从陀螺仪接收方位数据。
进一步的，第一ARM芯片和第二ARM芯片分别集成在不同的PCB电路板。优选地，第一ARM芯片的PCB电路板与第二ARM芯片的PCB电路板平行安装，相距至少8mm。
进一步的，第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11 个GPIO接口引脚通过数据线连通。
本发明的有益效果：实现了一种通信引脚可定义的双ARM系统，该系统可对双ARM之间的通信引脚和通信格式进行灵活配置和定义，该系统一方面改进了双ARM之间通信接口的通用性，另一方面也有效提升了处理器GPIO引脚的利用率，将有特殊功能的引脚留给外部任务设备，便于系统的设计。此外，基于上述可自定义的通信方式，双ARM系统的外部结构也可根据安装空间进行灵活设计，降低了双ARM系统在狭窄空间难以布局的限制，改善了双ARM系统的散热能力。
附图说明
图1为本发明的核的双ARM系统的连线示意图；
具体实施方式
实施例1，提供能够自定义通信协议的双ARM系统，包括第一ARM芯片、第二ARM芯片、显示模块、传感器、陀螺仪、SRAM静态随机存取存储器和 FLASH存储器；
两个ARM芯片相同，每个ARM芯片具有GPIO接口、JTAG接口、AD转换接口、SPI接口、IIC接口、PWM功能IO接口；
第一ARM芯片的8个GPIO接口引脚与显示模块连通；
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚一一对应连通；
第一ARM芯片和第二ARM芯片的JTAG接口用于数据加载和调试；
第一ARM芯片的两组AD转换接口用于连通传感器，对传感器模拟信号进行转换；
第一ARM芯片的SPI接口用于数据信号的无线发送；
第一ARM芯片的IIC接口与陀螺仪连通；
第一ARM芯片的PWM功能IO接口用于输出PWM调制信号；
第二ARM芯片的24个GPIO接口与SRAM静态随机存取存储器连通，用于双ARM系统在进行顶层算法的演算时，快速储存所需要保存的临时变量和数据；
第二ARM芯片的IIC接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统运行中的故障信息；
第二ARM芯片的SPI接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统开发过程中的离线调试信息。
实施例1，参见图1，提供能够自定义通信协议的双ARM系统，包括第一 ARM芯片、第二ARM芯片、显示模块、传感器、陀螺仪、SRAM静态随机存取存储器和FLASH存储器；
两个ARM芯片相同，每个ARM芯片具有GPIO接口、JTAG接口、AD转换接口、SPI接口、IIC接口、PWM功能IO接口；
第一ARM芯片的8个GPIO接口引脚与显示模块连通；
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚一一对应连通；
第一ARM芯片和第二ARM芯片的JTAG接口用于数据加载和调试；
第一ARM芯片的两组AD转换接口用于连通传感器，对传感器模拟信号进行转换；
第一ARM芯片的SPI接口用于数据信号的无线发送；
第一ARM芯片的IIC接口与陀螺仪连通；
第一ARM芯片的PWM功能IO接口用于输出PWM调制信号；
第二ARM芯片的24个GPIO接口与SRAM静态随机存取存储器连通，用于双ARM系统在进行顶层算法的演算时，快速储存所需要保存的临时变量和数据；
第二ARM芯片的IIC接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统运行中的故障信息；
第二ARM芯片的SPI接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统开发过程中的离线调试信息。
所述ARM芯片型号为LM3S9B92。
双ARM系统为电动车系统或机器人系统。
所述传感器为红外传感器。
PWM功能IO接口输出的PWM调制信号用于调制电机转矩。
第一ARM芯片的IIC接口从陀螺仪接收方位数据。
第一ARM芯片和第二ARM芯片分别集成在不同的PCB电路板。第一ARM 芯片的PCB电路板与第二ARM芯片的PCB电路板平行安装，相距至少8mm。
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚通过数据线连通。

Claims (6)

1.能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：包括第一ARM芯片、第二ARM芯片、显示模块、传感器、陀螺仪、SRAM静态随机存取存储器和FLASH存储器；
两个ARM芯片相同，每个ARM芯片具有GPIO接口、JTAG接口、AD转换接口、SPI接口、IIC接口、PWM功能IO接口；
第一ARM芯片的8个GPIO接口引脚与显示模块连通；
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚一一对应连通；
第一ARM芯片和第二ARM芯片的JTAG接口用于数据加载和调试；
第一ARM芯片的两组AD转换接口用于连通传感器，对传感器模拟信号进行转换；
第一ARM芯片的SPI接口用于数据信号的无线发送；
第一ARM芯片的IIC接口与陀螺仪连通；
第一ARM芯片的PWM功能IO接口用于输出PWM调制信号；
第二ARM芯片的24个GPIO接口与SRAM静态随机存取存储器连通，用于双ARM系统在进行顶层算法的演算时，快速储存所需要保存的临时变量和数据；
第二ARM芯片的IIC接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统运行中的故障信息；
第二ARM芯片的SPI接口与FLASH存储器连通，用于存储双ARM系统开发过程中的离线调试信息；
第一ARM芯片和第二ARM芯片分别集成在不同的PCB电路板；
第一ARM芯片的PCB电路板与第二ARM芯片的PCB电路板平行安装，相距至少8mm；
第一ARM芯片的11个GPIO接口引脚与第二ARM芯片的11个GPIO接口引脚通过数据线连通。
2.根据权利要求1所述的能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：所述ARM芯片型号为LM3S9B92。
3.根据权利要求1所述的能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：双ARM系统为电动车系统或机器人系统。
4.根据权利要求1所述的能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：所述传感器为红外传感器。
5.根据权利要求1所述的能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：PWM功能IO接口输出的PWM调制信号用于调制电机转矩。
6.根据权利要求1所述的能够自定义通信协议的双ARM系统，其特征在于：第一ARM芯片的IIC接口从陀螺仪接收方位数据。
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