CN116485626B - 一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，包括寄存器组、事件管理模块、传感器处理模块、传感器数据采集模块、传感器数据缓存器、传感器数据转储器和数据存储器，所述事件管理模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件给所述传感器数据采集模块和传感器数据转储器，所述传感器数据采集模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件对应的传感器数据经过传感器数据缓存器缓存后给传感器数据转储器，所述传感器数据转储器按照预定义格式将接收到的传感器事件及对应的传感器数据组合在一起存储到数据存储器。有益效果是应用于自动驾驶领域、在芯片层面提供更为精准的传感器相关事件及其数据、有效支撑功能开发和性能优化。
Description
【技术领域】
本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片。
【背景技术】
ISP(Image Signal Processor)，即图像信号处理器。
SOF(Start of Frame)，帧起始。
EOF(End of Frame)，帧结束。
DDR是一个内存名称，意思即双倍速率同步动态随机存储器，是内存的其中一种。
GNSS：全球卫星导航系统；Global Navigation Satellite System。全球导航卫星系统(GNSS)是在全球或区域基础上提供定位、导航和授时服务的系统。
PPS：秒脉冲；Pulse per Second。为GNSS接收器发出的秒脉冲，在整秒时刻发出。
惯性传感器(IMU)，全称Inertial Measurement Unit，惯性测量单元，主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。
在自动驾驶领域中，摄像头、毫米波雷达、激光雷达、GNSS、IMU等传感器提供环境感知的原始数据，供感知、融合、定位等自动驾驶应用使用。
在当前诸多自动驾驶SoC芯片中，并无在芯片层面对传感器数据进行转储的特定硬件设计。这导致在实际工程应用中，无法有效地获取全面精准的数据。只能由软件获取部分且不完全精准的数据，从而对结果排查，性能调优，软件部署等带来不小的难题。
本发明针对自动驾驶领域的传感器数据转储芯片进行了技术改进。
【发明内容】
本发明的目的是，提供一种应用于自动驾驶领域、在芯片层面提供更为精准的传感器相关事件及其数据、有效支撑功能开发和性能优化的传感器数据转储芯片。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，包括寄存器组、事件管理模块、传感器处理模块、传感器数据采集模块、传感器数据缓存器、传感器数据转储器和数据存储器，所述事件管理模块、传感器数据采集模块和传感器数据转储器通过寄存器组进行配置，所述传感器处理模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器数据给所述传感器数据采集模块，所述事件管理模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件给所述传感器数据采集模块和传感器数据转储器，所述传感器数据采集模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件对应的传感器数据经过传感器数据缓存器缓存后给传感器数据转储器，所述传感器数据转储器按照预定义格式将接收到的传感器事件及对应的传感器数据组合在一起存储到数据存储器；还包括处理器，所述处理器用于执行传感器数据转储器驱动程序，所述传感器数据转储器驱动程序将数据存储器存储的传感器事件及对应的传感器数据供给上层应用作为数据分析使用。
优选地，所述事件管理模块用于响应自动驾驶SoC芯片内部或外部事件，根据事件定义确定传感器信息管理行为的传感器事件；所述传感器数据采集模块采集传感器状态特性关键数据作为传感器事件对应的传感器数据；所述传感器数据转储器自动或由软件控制将传感器事件及对应的传感器数据存储到数据存储器。
优选地，所述事件管理模块包括事件解析器和事件生成器；所述事件解析器根据寄存器组的配置，解析传感器事件具体含义；所述事件生成器根据寄存器组配置，以及所述事件解析器解析出的传感器事件具体含义，生成适合传感器数据采集模块以及传感器数据转储器所需的传感器事件信号。
优选地，所述传感器处理模块提供自动驾驶SoC芯片内部摄像头接收器、图像信号处理器、视频编码器、CAN控制器、以太网控制器、PPS分析器输出数据处理接口。
优选地，所述传感器数据采集模块包括摄像头数据采集子模块，所述摄像头数据采集子模块用于采集摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器事件信息和属性信息；所述摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器事件信息包括事件类型、事件时刻、事件序号；所述摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器属性信息包括摄像头ID、曝光配置、色调映射配置、编码配置、码流长度。
优选地，所述传感器数据采集模块包括毫米波雷达数据采集子模块，所述毫米波雷达使用CAN或者以太网接入自动驾驶SoC芯片，所述毫米波雷达数据采集子模块用于采集毫米波雷达事件信息和属性信息；所述毫米波雷达事件信息包括特定帧数据接收结束、发送结束，所述毫米波雷达属性信息包括特定帧的报文信息。
优选地，所述传感器数据采集模块包括激光雷达数据采集子模块，所述激光雷达使用以太网接入自动驾驶SoC芯片，所述激光雷达数据采集子模块用于采集激光雷达事件信息和属性信息；所述激光雷达事件信息包括特定发送地址/接收地址的结束事件，所述激光雷达属性信息包括特定地址的数据包。
优选地，所述传感器数据采集模块包括GNSS数据采集子模块，所述GNSS数据采集子模块用于采集GNSS PPS秒脉冲事件、以及GNSS PPS秒脉冲间隔时间差数据。
本发明一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片有益效果如下：1、在自动驾驶SoC芯片中，处理并响应传感器数据转储事件，采集传感器数据，能够在芯片层面提供更为精准的传感器相关事件及其数据；2、在自动驾驶SoC芯片中，通过传感器数据转存模块的设计，能够在极大减少软件参与的情况下，存储传感器数据，提升整体的效率；3、在自动驾驶SoC芯片中，设计传感器数据转储芯片架构，在芯片层面提供传感器数据生命全周期的支持，自动驾驶功能开发从而能够获取更为全面准确的数据，将对性能调优，软件部署，架构设计等带来极大的便利。
【附图说明】
图1是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片结构图。
图2是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片摄像头接收器数据采集架构图。
图3是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片CAN接口数据采集架构图。
图4是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片以太网接口数据采集架构图。
图5是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片GNSS数据采集架构图。
【具体实施方式】
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明构思的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
实施例
本实施例实现一种自动驾驶传感器时序数据采集芯片。
本实施例的设计能够在芯片层面提供全面完整必要的自动驾驶传感器信息，为自动驾驶的功能开发、性能优化等提供有效的数据支撑，从而实现芯片层面的传感器数据转储。
图1是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片结构图。如附图1所示，本实施例以自动驾驶SoC芯片内部的事件管理模块(Event Manager)响应内部或外部的事件，根据事件的定义确定传感器信息管理的行为；传感器数据采集模块(Sensor Data Acquisition)采集传感器的状态特性关键数据等预定义的信息；传感器数据转储器(Sensor DataDumper)则可将自动或由软件控制将所有的信息转存，提供更上层的应用作为数据分析等使用。
传感器处理模块Sensor Processing Unit
传感器处理模块Sensor Processing Unit向传感器数据转储器提供必要的信息。在SoC芯片内，传感器处理模块实际应为如摄像头接收器CSI Receiver，图像信号处理器ISP，视频编码器Video Encoder；CAN控制器CAN Controller，以太网控制器EthernetController，PPS分析器PPS Analysis等模块。
事件管理模块Event Manager
事件解析器Event Parser：该模块根据寄存器中的配置，解析出具体含义，如各个模块的具体行为，各个传感器应采集的事件类型，数据类型等。
事件生成器Event Generator：该模块根据寄存器中的配置，以及解析出的含义，生成适合传感器数据采集模块(Sensor DAQ模块)以及传感器数据转储器(Sensor DataDumper)模块等所需的事件信号，如极性的翻转，多事件的优先级处理，level生成pulse等。
传感器数据采集模块Sensor Data Acquisition
在传感器数据采集模块中，某些事件是由传感器子模块内部产生。某些事件是由事件管理模块(Event Manager)产生。以下不作具体的区分。
图2是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片摄像头接收器数据采集架构图。如附图2所示，摄像头数据采集子模块(Camera DAQ)：Camera数据采集模块采集Camera传感器数据处理各个模块的信息，包括摄像头接收器CSI Receiver，图像信号处理器ISP，视频编码器Video Encoder等；采集的数据包括事件信息与属性信息等；事件信息包括事件类型(Start of Frame，End of Frame，End of Nx Lines等)，事件时刻(timestamp)，事件序号(sequence)等；属性信息包括camera ID，曝光配置，色调映射配置，编码配置，码流长度等。本实施例以CSI Receiver为例描述摄像头数据采集的架构，图像信号处理器ISP，视频编码器Video Encoder数据采集架构类同。
图3是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片CAN接口数据采集架构图。图4是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片以太网接口数据采集架构图。如附图3、附图4所示，毫米波雷达数据采集模块(Radar DAQ)：Radar数据采集模块采集Radar传感器的信息。Radar可能使用CAN或者Ethernet接入自动驾驶SoC芯片，分别有如下的Radar数据采集模块架构。事件有特定帧ID的数据帧接收结束、发送结束等。属性则可设为特定帧的报文信息。
如附图4所示，激光雷达数据采集模块(Lidar DAQ)：Lidar多使用Ethernet接入自动驾驶SoC芯片，因此Lidar数据采集模块架构即上述基于Ethernet的数据采集模块，SoC芯片内实例化所对应数目的基于Ethernet的数据采集模块即可。事件有特定发送地址/接收地址的结束事件等；属性则可为特定地址的数据包。
图5是一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片GNSS数据采集架构图。如附图5所示，GNSS数据采集模块(GNSS DAQ)：GNSS数据采集模块采集GNSS接收器的信息。事件有秒脉冲事件；信息则为秒脉冲间隔等信息。
传感器数据缓存器(Sensor Data Buffer)：Sensor Data Buffer缓存由SensorDAQ采集到的数据，按照特定的layout将各种不同类型的传感器数据组合在一起，供SensorData Dumper转存至DDR。在buffer full之后如果Dumper并未转存，则持续覆盖最旧的数据写入。
传感器数据转储器(Sensor Data Dumper)：Sensor Data Dumper根据寄存器内的配置，根据Sensor Data Buffer的状态，Event Manager的信息等，将Sensor Data Buffer中的内容写入到寄存器指定的地址。数据格式由寄存器配置决定。
本实施例核心技术特征在于：
1)在自动驾驶SoC芯片中，处理并响应传感器数据转储事件，采集传感器数据，能够在芯片层面提供更为精准的传感器相关事件及其数据。
2)在自动驾驶SoC芯片中，通过传感器数据转存模块的设计，能够在极大减少软件参与的情况下，存储传感器数据，提升整体的效率。
3)在自动驾驶SoC芯片中，设计传感器数据转储芯片架构，在芯片层面提供传感器数据生命全周期的支持。自动驾驶功能开发从而能够获取更为全面准确的数据，将对性能调优，软件部署，架构设计等带来极大的便利。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：包括寄存器组、事件管理模块、传感器处理模块、传感器数据采集模块、传感器数据缓存器、传感器数据转储器和数据存储器，所述事件管理模块、传感器数据采集模块和传感器数据转储器通过寄存器组进行配置，所述传感器处理模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器数据给所述传感器数据采集模块，所述事件管理模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件给所述传感器数据采集模块和传感器数据转储器，所述传感器数据采集模块输出自动驾驶SoC芯片内部传感器事件对应的传感器数据经过传感器数据缓存器缓存后给传感器数据转储器，所述传感器数据转储器按照预定义格式将接收到的传感器事件及对应的传感器数据组合在一起存储到数据存储器；还包括处理器，所述处理器用于执行传感器数据转储器驱动程序，所述传感器数据转储器驱动程序将数据存储器存储的传感器事件及对应的传感器数据供给上层应用作为数据分析使用。
2.根据权利要求1所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述事件管理模块用于响应自动驾驶SoC芯片内部或外部事件，根据事件定义确定传感器信息管理行为的传感器事件；所述传感器数据采集模块采集传感器状态特性关键数据作为传感器事件对应的传感器数据；所述传感器数据转储器自动或由软件控制将传感器事件及对应的传感器数据存储到数据存储器。
3.根据权利要求2所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述事件管理模块包括事件解析器和事件生成器；所述事件解析器根据寄存器组的配置，解析传感器事件具体含义；所述事件生成器根据寄存器组配置，以及所述事件解析器解析出的传感器事件具体含义，生成适合传感器数据采集模块以及传感器数据转储器所需的传感器事件信号。
4.根据权利要求3所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述传感器处理模块提供自动驾驶SoC芯片内部摄像头接收器、图像信号处理器、视频编码器、CAN控制器、以太网控制器、PPS分析器输出数据处理接口。
5.根据权利要求4所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述传感器数据采集模块包括摄像头数据采集子模块，所述摄像头数据采集子模块用于采集摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器事件信息和属性信息；所述摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器事件信息包括事件类型、事件时刻、事件序号；所述摄像头接收器、图像信号处理器和视频编码器属性信息包括摄像头ID、曝光配置、色调映射配置、编码配置、码流长度。
6.根据权利要求4所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述传感器数据采集模块包括毫米波雷达数据采集子模块，所述毫米波雷达使用CAN或者以太网接入自动驾驶SoC芯片，所述毫米波雷达数据采集子模块用于采集毫米波雷达事件信息和属性信息；所述毫米波雷达事件信息包括特定帧数据接收结束、发送结束，所述毫米波雷达属性信息包括特定帧的报文信息。
7.根据权利要求4所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述传感器数据采集模块包括激光雷达数据采集子模块，所述激光雷达使用以太网接入自动驾驶SoC芯片，所述激光雷达数据采集子模块用于采集激光雷达事件信息和属性信息；所述激光雷达事件信息包括特定发送地址/接收地址的结束事件，所述激光雷达属性信息包括特定地址的数据包。
8.根据权利要求4所述的一种对传感器数据转储的自动驾驶SoC芯片，其特征在于：所述传感器数据采集模块包括GNSS数据采集子模块，所述GNSS数据采集子模块用于采集GNSSPPS秒脉冲事件、以及GNSS PPS秒脉冲间隔时间差数据。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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