CN114322973B

CN114322973B - 一种mems哥氏力陀螺asic最优控制参数获取方法

Info

Publication number: CN114322973B
Application number: CN202210019844.5A
Authority: CN
Inventors: 马高印; 申燕超; 姚远; 周红芳; 刘飞; 张菁华; 王汝弢; 杨星辉; 梁文华
Original assignee: Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Current assignee: Beijing Automation Control Equipment Institute BACEI
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2042-01-10
Also published as: CN114322973A

Abstract

本发明提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，包括：生成初始配置TXT文件；将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中；根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化；进行陀螺性能测试试验；判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则调整ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。本发明能够在不烧写OTP的前提下，反复尝试不同的陀螺控制参数以获取最优控制参数，实现了ASIC控制参数的灵活、多次配置。

Description

一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法

技术领域

本发明涉及微机电系统哥氏力陀螺控制技术领域，尤其涉及一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法。

背景技术

目前，精确制导战术武器存在明显的小型化、数字化、低成本的发展趋势，这对其核心器件之一的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)哥氏力陀螺也提出了更小、更便宜、性能更优的需求。为满足这种需求，一般需要采用模数混合ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)电路与MEMS哥氏力陀螺表头集成，实现MEMS哥氏力陀螺的控制功能。在将ASIC电路与表头匹配调测过程中，往往需要多次修改ASIC内部的控制参数，并通过相应的试验验证，获得最优参数。但模数混合ASIC内部往往只有一次性可编程存储器(OTP，One Time Programmable)，这就使得用不同的控制参数进行验证试验存在困难。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法包括：根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件；将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中；根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化；进行陀螺性能测试试验；根据陀螺性能测试试验的结果判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则根据陀螺性能测试试验的结果调整ASIC控制参数，根据调整后的ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。

进一步地，根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化具体包括：从ASIC的OTP内部搜寻ASIC控制参数，判断OTP内部是否存在ASIC控制参数，若OTP内部不存在ASIC控制参数，则执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化；若OTP内部已有ASIC控制参数，则根据上位机软件配置选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化，或者，执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化。

进一步地，根据陀螺表头的特征参数设置ASIC初始控制参数。

进一步地，ASIC初始控制参数包含驱动相位、驱动增益、检测相位、检测增益及滤波器带宽。

进一步地，陀螺性能测试试验包括静态、全温及振动测试试验。

进一步地，当陀螺性能测试试验中的静态测试试验结果达到预设静态性能指标、全温测试试验结果达到预设全温性能指标、以及振动测试试验结果达到预设振动性能指标时，判断当前ASIC控制参数为最优控制参数。

应用本发明的技术方案，提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法通过尝试使用不同的ASIC控制参数，进行多轮性能测试试验验证，在获得最优的控制参数后，再将其烧写入OTP中。本发明能够在不烧写OTP的前提下，反复尝试不同的陀螺控制参数以获取最优控制参数，实现了ASIC控制参数的灵活、多次配置。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法包括：根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件；将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中；根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化；进行陀螺性能测试试验；根据陀螺性能测试试验的结果判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则根据陀螺性能测试试验的结果调整ASIC控制参数，根据调整后的ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。

应用此种配置方式，提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法通过尝试使用不同的ASIC控制参数，进行多轮性能测试试验验证，在获得最优的控制参数后，再将其烧写入OTP中。本发明能够在不烧写OTP的前提下，反复尝试不同的陀螺控制参数以获取最优控制参数，实现了ASIC控制参数的灵活、多次配置。

为了实现MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取，首先根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件。在本发明中，ASIC初始控制参数可根据陀螺表头的特征参数进行设置，在设置过程中还可以结合早先ASIC初始控制参数的设置经验对ASIC初始控制参数进行调整。作为本发明的一个具体实施例，ASIC初始控制参数包含驱动相位、驱动增益、检测相位、检测增益及滤波器带宽等。初始配置TXT文件可采用基于C#编写的上位机软件进行配置，初始配置TXT文件内部包含主要的控制参数配置命令。

进一步地，在本发明中，在根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件后，将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中。作为本发明的一个具体实施例，基于单片机等MCU(MicrocontrollerUnit)的测试母板，将初始配置TXT文件的内容作为其上电启动初始化函数的一部分，或者初始化过程的配置函数之一。

此外，在本发明中，在将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中后，根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化。

进一步地，在本发明中，根据初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化具体包括：从ASIC的OTP内部搜寻ASIC控制参数，判断OTP内部是否存在ASIC控制参数，若OTP内部不存在ASIC控制参数，即OTP为空，则执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化；若OTP内部已有ASIC控制参数，则根据上位机软件配置选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化，或者，执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化。

作为本发明的一个具体实施例，陀螺上电后，陀螺ASIC从OTP内部搜寻ASIC控制参数。在OTP内部已有ASIC控制参数时，可通过软件开关选择是使用初始化配置函数Cntrl_Ini内部的参数进行控制参数的初始化，还是继续使用OTP内部已有配置参数进行控制参数的初始化。

进一步地，在本发明中，在完成控制参数的初始化后，进行陀螺性能测试试验。作为本发明的一个具体实施例，陀螺性能测试试验包括静态、全温及振动等各项测试试验。

此外，在本发明中，在完成陀螺性能测试试验后，根据陀螺性能测试试验的结果判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则根据陀螺性能测试试验的结果调整ASIC控制参数，根据调整后的ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。

作为本发明的一个具体实施例，可预先设置静态性能、全温性能和振动性能指标，当陀螺性能测试试验中的静态测试试验结果达到预设静态性能指标、全温测试试验结果达到预设全温性能指标、以及振动测试试验结果达到预设振动性能指标时，判断当前ASIC控制参数为最优控制参数。

在本发明中，当重复根据上位机软件配置选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化，或者，执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化时，其选用依据包括当前陀螺性能测试试验的结果。具体地，若当前陀螺性能测试试验的结果为积极的，则选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化；若当前陀螺性能测试试验的结果为消极的，则执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化。

本发明针对MEMS哥氏力陀螺在调测过程中，需要采用不同ASIC控制参数并多次试验对比验证的需求，提出了一种控制参数初始化方法，即可以直接使用OTP内部已有的控制参数，也可以在陀螺上电启动、ASIC初始化过程中，将单片机初始化配置函数Cntrl_Ini内部的控制参数传递给ASIC，实现ASIC控制参数的灵活、多次配置，为通过反复试验获得陀螺的最佳控制参数提供了一种方便、实用的途径。

本发明的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法能够在不烧写OTP的前提下，多次修改ASIC内部的控制参数，满足使用不同的控制参数进行测试，进行不同的对比试验验证，且修改后的控制参数可以在陀螺上电启动过程中自动选用。在获得最优的控制参数后，再将其烧写入OTP。该方法已成功应用于哥氏力陀螺的工程样机研制。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1对本发明的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法进行详细说明。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法包括以下步骤。

步骤一，根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件。

步骤二，基于单片机等MCU的测试母板，将初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中。

步骤三，从ASIC的OTP内部搜寻ASIC控制参数，判断OTP内部是否存在ASIC控制参数，若OTP内部不存在ASIC控制参数，则执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化；若OTP内部已有ASIC控制参数，则根据上位机软件配置选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化，或者，执行初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化。

步骤四，进行陀螺性能测试试验。

步骤五，根据陀螺性能测试试验的结果判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则根据陀螺性能测试试验的结果调整ASIC控制参数，根据调整后的ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行步骤二至五，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。

综上所述，本发明提供了一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，该MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法通过尝试使用不同的ASIC控制参数，进行多轮性能测试试验验证，在获得最优的控制参数后，再将其烧写入OTP中。本发明能够在不烧写OTP的前提下，反复尝试不同的陀螺控制参数以获取最优控制参数，实现了ASIC控制参数的灵活、多次配置。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，其特征在于，所述MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法包括：

根据ASIC初始控制参数生成初始配置TXT文件；

将所述初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中；

根据所述初始化配置函数Cntrl_Ini或OTP内部ASIC控制参数进行控制参数的初始化；具体包括：从ASIC的OTP内部搜寻ASIC控制参数，判断OTP内部是否存在ASIC控制参数，若OTP内部不存在ASIC控制参数，则执行所述初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化；若OTP内部已有ASIC控制参数，则根据上位机软件配置选用OTP内部已有ASIC控制参数进行控制参数的初始化，或者，执行所述初始化配置函数Cntrl_Ini进行控制参数的初始化；

进行陀螺性能测试试验；

根据所述陀螺性能测试试验的结果判断当前ASIC控制参数是否是最优控制参数，若否，则根据陀螺性能测试试验的结果调整ASIC控制参数，根据调整后的ASIC控制参数重新生成初始配置TXT文件，返回执行将所述初始配置TXT文件中的内容写入测试单片机初始化配置函数Cntrl_Ini中，直至当前ASIC控制参数为最优控制参数；若是，则将当前ASIC控制参数写入ASIC的OTP中，完成MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数的获取。

2.根据权利要求1所述的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，其特征在于，根据陀螺表头的特征参数设置所述ASIC初始控制参数。

3.根据权利要求2所述的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，其特征在于，所述ASIC初始控制参数包含驱动相位、驱动增益、检测相位、检测增益及滤波器带宽。

4.根据权利要求1所述的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，其特征在于，所述陀螺性能测试试验包括静态、全温及振动测试试验。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的MEMS哥氏力陀螺ASIC最优控制参数获取方法，其特征在于，当所述陀螺性能测试试验中的静态测试试验结果达到预设静态性能指标、全温测试试验结果达到预设全温性能指标、以及振动测试试验结果达到预设振动性能指标时，判断当前ASIC控制参数为最优控制参数。