CN117270000B - 一种gnss导航接收机及其跟踪通道交叉复用的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及卫星导航领域，提出一种GNSS导航接收机及其跟踪通道交叉复用的方法。GNSS导航接收机包括：ADC及数字前端处理电路，配置为将模拟信号处理成数字采样数据流；数据缓存回放模块，配置为接收存储数据流并回放至少两遍；跟踪通道模块，至少包括第一和第二跟踪通道；其中第一和第二跟踪通道分别包括逻辑计算单元、状态存储单元、结果存储单元；以及比较模块；其中跟踪通道交叉复用彼此的逻辑计算单元，得到计算结果和校验结果，由比较模块比较两种结果以发现跟踪通道是否发生随机单点故障。本申请无需为每个跟踪通道设置备份通道就能实现功能安全机制，节省硬件体积、电路面积和功耗，降低综合成本。

Description

一种GNSS导航接收机及其跟踪通道交叉复用的方法

技术领域

本申请涉及卫星导航领域，特别地涉及一种全球导航卫星系统（GNSS）导航接收机及其跟踪通道交叉复用的方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的发展，汽车厂家对车载电子设备的功能安全要求越来越迫切。作为车载导航设备的关键核心部件之一，GNSS导航接收机的功能安全设计也越来越受到关注。

根据道路车辆功能安全-ISO26262标准的要求，满足功能安全的车载电子设备要在硬件发生导致功能安全目标被违反的随机单点故障时，及时上报告警信息到上层系统。这就需要在车载电子设备的电路设计中增加安全机制，使硬件随机故障能够被检测到的概率满足相应的安全等级要求。

目前常用的安全机制是将受关注的硬件电路模块独立地再复制一份，与原有的模块形成冗余，两者接收相同的输入并实时比较两者的输出，若比较结果不一致则表示发生了随机单点故障，即向上层系统上报告警信息。这种“冗余+比较”的安全机制简单、直接、有效，但增加这种安全机制的同时，车载电子设备的电路面积和功耗的代价也增加了至少一倍。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种GNSS导航接收机，包括：ADC及数字前端处理电路，配置为将所述接收机接收到的模拟信号处理成数字采样数据流；数据缓存回放模块，与ADC及数字前端处理电路耦合，配置为接收、存储以及回放数字采样数据流；跟踪通道模块，至少包括第一跟踪通道和第二跟踪通道；其中第一跟踪通道包括耦合到数据缓存回放模块的第一逻辑计算单元、耦合到第一逻辑计算单元的第一状态存储单元、以及耦合到第一逻辑计算单元和第一状态存储单元的第一结果存储单元；其中第二跟踪通道包括：耦合到数据缓存回放模块的第二逻辑计算单元、耦合到第二逻辑计算单元的第二状态存储单元、以及耦合到第二逻辑计算单元和第二状态存储单元的第二结果存储单元；其中第一逻辑计算单元也与第二状态存储单元耦合，第二逻辑计算单元也与第一状态存储单元耦合；以及比较模块，耦合到第一结果存储单元和第二结果存储单元；并且耦合到第一逻辑计算单元和第二逻辑计算单元；其中，一个数据缓存周期是数据缓存回放模块接收数字采样数据流，并将自身的存储空间存满的时间；一个数据缓存周期内所存储的数字采样数据流要向跟踪通道模块至少回放两遍；其中，第一逻辑计算单元配置为基于第一状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一计算结果，并存储在第一结果存储单元；其中，第二逻辑计算单元配置为基于第一状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一校验结果；其中，比较模块配置为对第一计算结果和第一校验结果进行比较。

特别的，其中第二逻辑计算单元配置为基于第二状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第二计算结果，并存储在第二结果存储单元；其中，第一逻辑计算单元配置为基于第二状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第二校验结果；其中，比较模块配置为对第二计算结果和第二校验结果进行比较。

特别的，比较模块包括：第一比较器，其输入端分别耦合到第一结果存储单元和第二逻辑计算单元，配置为对第一计算结果和第一校验结果进行比较，并输出第一比较结果；和第二比较器，其输入端分别耦合到第二结果存储单元和第一逻辑计算单元，配置为对第二计算结果和第二校验结果进行比较，并输出第二比较结果。

特别的，比较模块包括：第一比较器，其输入端分别耦合到第一结果存储单元和第二逻辑计算单元，配置为对第一计算结果和第一校验结果进行比较；第二比较器，其输入端分别耦合到第二结果存储单元和第一逻辑计算单元，配置为对第二计算结果和第二校验结果进行比较；或门，其输入端分别耦合到第一比较器的输出端和第二比较器的输出端；其中，第一比较器配置为向或门输出第一比较结果；其中，第二比较器配置为向或门输出第二比较结果；其中，或门配置为对所述第一比较结果和所述第二比较结果进行或逻辑运算并输出结果。

特别的，其中第一结果存储单元和/或第二结果存储单元配置为在分别将第一计算结果和/或第二计算结果输出给第一比较器和/或第二比较器之后，将第一计算结果和/或第二计算结果中有关状态现场的数据分别输出给第一状态存储单元和/或第二状态存储单元，以更新第一跟踪通道和/或第二跟踪通道的状态现场。

特别的，还包括后续处理电路模块，耦合到第一结果存储单元和/或第二结果存储单元；其中第一结果存储单元和/或第二结果存储单元配置为在分别将第一计算结果和/或第二计算结果输出给第一比较器和/或第二比较器之后，将第一计算结果和/或第二计算结果中的相干积分值输出给后续处理电路模块。

特别的，数据缓存回放模块包括至少两个子模块，配置为当其中一个子模块存满并开始进行回放后，另一个子模块开始接收和存储ADC及数字前端处理电路输出的数字采样数据流。

本申请还提出了一种电子设备，包括如前所述的GNSS导航接收机。

本申请还提出了一种GNSS导航接收机跟踪通道交叉复用的方法，包括：接收数字采样数据流，将同一个数据缓存周期所存储的数字采样数据流向跟踪通道回放至少两遍；利用第一跟踪通道基于第一状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一计算结果，并存储；利用第二跟踪通道基于第一状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一校验结果；对第一计算结果和第一校验结果进行比较。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本申请的一个实施例的GNSS导航接收机结构示意图；以及

图2是根据本申请的一个实施例的GNSS导航接收机在一个数据缓存周期内的工作流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

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。对于附图中的各单元之间的连线，仅仅是为了便于说明，其表示至少连线两端的单元是相互通信的，并非旨在限制未连线的单元之间无法通信。另外，两个单元之间线条的数目旨在表示该两个单元之间通信至少所涉及的信号数或至少具备的输出端，并非用于限定该两个单元之间只能如图中所示的信号来进行通信。

图1是根据本申请的一个实施例的GNSS导航接收机结构示意图。

根据一个实施例，图1所示的GNSS导航接收机可以包括ADC及数字前端处理电路，数据缓存回放模块，跟踪通道模块，以及后续处理电路模块。

根据一个实施例，ADC及数字前端处理电路与数据缓存回放模块相互耦合，其中前者配置为将GNSS导航接收机接收到的模拟信号进行数字采样量化、滤波、降采样、自适应移位、抽取等处理，并将处理后得到的数字采样数据流输出给后者。

根据一个实施例，数据缓存回放模块可以包括大容量的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM），配置为接收并存储ADC及数字前端处理电路输出的数字采样数据流，以及每次当RAM存满后，将所存储的数字采样数据流向GNSS导航接收机的跟踪通道模块进行回放，由跟踪通道模块对回放的数字采样数据流进行跟踪处理。

其中，数据缓存回放模块接收数字采样数据流，并将RAM每次存满的过程定义为一个数据缓存周期；而每次当RAM存满后，数据缓存回放模块将RAM中所存储数字采样数据流向跟踪通道模块进行一遍回放的过程定义为一个数据回放周期。

根据一个实施例，跟踪通道模块可以包括多个跟踪通道，例如图1所示：跟踪通道模块可以包括跟踪通道1和跟踪通道2。跟踪通道配置为对数据缓存回放模块回放的数字采样数据流进行跟踪处理，可以包括：对GNSS信号进行载波剥离、伪码生成、伪码剥离、相干积分等计算；暂时保存计算结果以及该通道对每个数据缓存周期所存储的数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场；并将计算结果中的相干积分值输出给后续处理电路模块。

目前常见的GNSS导航接收机功能安全机制是为跟踪通道模块中的每个跟踪通道都增加设置一个备份通道。以图1所示的GNSS导航接收机为例，就是为跟踪通道1和跟踪通道2分别设置一个备份通道，使跟踪通道模块在跟踪处理等量的数字采样数据流的前提下所包含的通道数量从两个增加到四个。

在这种功能安全机制下，数据缓存回放模块的一个数据缓存周期对应一个数据回放周期，即：RAM每次存满后，数据缓存回放模块向跟踪通道模块回放一遍所存储的数字采样数据流，由跟踪通道模块对回放的数字采样数据流进行跟踪处理。

原跟踪通道及其备份通道基于相同的状态现场，对回放的数字采样数据流进行相同的计算，实时比较原通道及其备份通道分别得出的两组计算结果，如果比较发现两组结果不一致则表示原通道或备份通道发生了随机单点故障。

上述解决方案虽然实现了“冗余+比较”的功能安全机制，但GNSS导航接收机的硬件也随之大幅增加，电路面积和功耗的代价甚至会增加一倍。

为了避免上述功能安全机制存在的问题，本申请提出了一种GNSS导航接收机，在跟踪通道中采用将计算和存储两种不同功能的电路分离的结构，同时跟踪通道相互交叉复用计算电路，无需为每个跟踪通道增加设置备份通道就能够实现“冗余+比较”的功能安全机制，节省GNSS接收机硬件体积、电路面积、以及功耗，降低实现功能安全GNSS导航接收机的综合成本。

为了实现本申请的GNSS导航接收机的功能安全机制，根据一个实施例，数据缓存回放模块的一个数据缓存周期对应至少两个数据回放周期，即：RAM每次存满后，数据缓存回放模块向跟踪通道模块回放至少两遍所存储的数字采样数据流，由跟踪通道模块对回放的数字采样数据流进行跟踪处理。

根据一个实施例，对于每一个数据缓存周期，跟踪通道1和跟踪通道2分别根据本通道上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，对第一遍回放的数字采样数据流进行计算，并各自保存计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道1和跟踪通道2再分别根据对方通道上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，对第二遍回放的数字采样数据流进行计算。

根据一个实施例，跟踪通道模块还可以包括比较模块。

根据一个实施例，跟踪通道模块中的比较模块比较跟踪通道1对第一遍回放的数字采样数据流的计算结果和跟踪通道2对第二遍回放的数字采样数据流的计算结果，如果比较结果出现不一致，即表示跟踪通道1和/或跟踪通道2出现了随机单点故障。

根据一个实施例，跟踪通道模块中的比较模块比较跟踪通道2对第一遍回放的数字采样数据流的计算结果和跟踪通道1对第二遍回放的数字采样数据流的计算结果，如果比较结果出现不一致，即表示跟踪通道2和/或跟踪通道1出现了随机单点故障。

为了确保数据缓存回放模块在至少两个数据回放周期期间仍然能够继续接收和存储ADC及数字前端处理电路输出的数字采样数据流而不丢失数据，根据一个实施例，图1所示的GNSS导航接收机的数据缓存回放模块可以包括两个大容量RAM（未示出），实现乒乓缓存。

根据一个实施例，数据缓存回放模块的两个RAM中的一个先接收和存储ADC及数字前端处理电路输出的数字采样数据流，在该RAM存满并向跟踪通道模块回放至少两遍所存储的数字采样数据流期间，如果ADC及数字前端处理电路继续输出数字采样数据流，则开始由另一个RAM接收和存储数字采样数据流。两个RAM按照上述模式交替运行，即为兵乓缓存模式。

为了在无需为跟踪通道模块中的每个跟踪通道设置备份通道的前提下仍然能够实现“冗余+比较”的功能安全机制，本申请提出了一种将跟踪通道中涉及计算和存储两种不同功能的电路分离的结构，以及跟踪通道交叉复用的电路结构及相应的方法（方法会在后续说明书中具体描述）。

根据一个实施例，跟踪通道模块中的跟踪通道可以包括逻辑计算单元、状态存储单元、以及结果存储单元。

根据一个实施例，跟踪通道中的逻辑计算单元均耦合到GNSS导航接收机的数据缓存回放模块，配置为接收数据缓存回放模块回放的数字采样数据流。

根据一个实施例，跟踪通道中的逻辑计算单元可以包括例如移位寄存器、累加器、乘法器、多路选择器等计算电路（未示出），以及完成这些计算所需的内部寄存器（未示出）；逻辑计算单元配置为能够读取状态存储单元中存储的状态现场并加载到本单元的内部寄存器中，并据此对当前数据缓存周期后回放的数字采样数据流进行载波剥离、伪码生成、伪码剥离、相干积分等计算；逻辑计算单元还配置为内部维护上述计算所需的状态寄存器。

根据一个实施例，跟踪通道中的状态存储单元可以包括一个RAM，配置为暂时存储每个数据缓存周期所存储的数字采样数据流跟踪处理结束后本通道的状态现场，例如：伪码和载波NCO控制字。其中部分存储空间对应的寄存器可由软件更新和读取，其余存储空间对应的寄存器则与软件隔离仅供硬件内部使用。

根据一个实施例，跟踪通道中的结果存储单元可以包括一个RAM，配置为暂时存储本通道的逻辑计算单元根据本通道状态存储单元中的状态现场对当前数据回放周期后回放的数字采样数据流进行计算的结果，包括相干积分值、伪码和载波NCO控制字等。

根据一个实施例，结果存储单元还配置为能够将所存储计算结果中的相干积分值输出到后续处理电路模块，以及将所存储计算结果中的伪码和载波NCO控制字（状态现场）输出到状态存储单元，对后者所存储的状态现场进行更新。

根据一个实施例，跟踪通道模块还可以包括与各个跟踪通道耦合的状态机（未示出），提供跟踪通道交叉复用所需的控制信号。当然，状态机也可以设置在跟踪通道模块以外。

根据一个实施例，如图1所示，跟踪通道1可以包括逻辑计算单元1、状态存储单元1、以及结果存储单元1；跟踪通道2可以包括逻辑计算单元2、状态存储单元2、以及结果存储单元2。

根据一个实施例，跟踪通道1和跟踪通道2互为交叉复用通道。

根据一个实施例，跟踪通道1的逻辑计算单元1与数据缓存回放模块耦合，逻辑计算单元1配置为能够接收数据缓存回放单元回放的数字采样数据流。

根据一个实施例，跟踪通道2的逻辑计算单元2与数据缓存回放模块耦合，逻辑计算单元2配置为能够接收数据缓存回放单元回放的数字采样数据流。

根据一个实施例，跟踪通道1中的逻辑计算单元1与状态存储单元1耦合；逻辑计算单元1配置为能够读取状态存储单元1中存储的状态现场，并加载到本单元的状态寄存器中。

根据一个实施例，跟踪通道2中的逻辑计算单元2与状态存储单元2耦合；逻辑计算单元2配置为能够读取状态存储单元2中存储的状态现场，并加载到本单元的状态寄存器中。

根据一个实施例，跟踪通道1中的逻辑计算单元1还与跟踪通道2中的状态存储单元2耦合；逻辑计算单元1配置为能够读取状态存储单元2中存储的状态现场，并加载到本单元的状态寄存器中。

根据一个实施例，跟踪通道2中的逻辑计算单元2还与跟踪通道1中的状态存储单元1耦合；逻辑计算单元2配置为能够读取状态存储单元1中存储的状态现场，并加载到本单元的状态寄存器中。

根据一个实施例，跟踪通道1中的逻辑计算单元1与结果存储单元1耦合；逻辑计算单元1配置为能够向结果存储单元1输出计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道2中的逻辑计算单元2与结果存储单元2耦合；逻辑计算单元2配置为能够向结果存储单元2输出计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道1的结果存储单元1与状态存储单元1耦合，结果存储单元1配置为能够将所存储计算结果中的伪码和载波NCO控制字（状态现场）输出给状态存储单元1，更新后者存储的状态现场。

根据一个实施例，跟踪通道2的结果存储单元2与状态存储单元2耦合，结果存储单元2配置为能够将存储计算结果中的伪码和载波NCO控制字（状态现场）输出给状态存储单元2，更新后者存储的状态现场。

根据一个实施例，跟踪通道1的结果存储单元1与后续处理电路模块耦合，结果存储单元1配置为能够将所存储计算结果中的相干积分值输出给后续处理电路模块。

根据一个实施例，跟踪通道2的结果存储单元2与后续处理电路模块耦合，结果存储单元2配置为能够将所存储计算结果中的相干积分值输出给后续处理电路模块。

根据其他实施例，后续处理电路模块可以包括多个后续处理电路（未示出），后续处理电路的数量与跟踪通道模块中跟踪通道的数量一致，分别与跟踪通道中的结果存储单元一对一耦合。

根据一个实施例，图1所示的GNSS导航接收机的比较模块可以包括比较器1以及比较器2。

根据一个实施例，GNSS导航接收机的比较器1和比较器2可以分别包括两个输入端口和一个输出端口。

根据一个实施例，跟踪通道1中的逻辑计算单元1还与比较器2的一个输入端口耦合；逻辑计算单元1配置为能够向比较器2输出计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道2中的逻辑计算单元2还与比较器1的一个输入端口耦合；逻辑计算单元2配置为能够向比较器1输出计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道1中的结果存储单元1还与比较器1的另一个输入端口耦合，结果存储单元1配置为能够向比较器1输出自身存储的计算结果。

根据一个实施例，跟踪通道2中的结果存储单元2还与比较器2的另一个输入端口耦合，结果存储单元2配置为能够向比较器2输出自身存储的计算结果。

根据一个实施例，比较模块中的比较器1配置为将两个输入端口接收到的两组计算结果进行比较。当两组计算结果一致时，表示跟踪通道1和跟踪通道2均不存在随机单点故障；当两组计算结果不一致时，表示跟踪通道1和/或跟踪通道2存在随机单点故障，比较器1此时配置为向上位机输出例如高电平，此时上位机默认高电平为告警信号。

根据一个实施例，比较模块中的比较器2配置为将两个输入端口接收到的两组计算结果进行比较。当两组计算结果一致时，表示跟踪通道2和跟踪通道1均不存在随机单点故障；当两组计算结果不一致时，表示跟踪通道2和/或跟踪通道1存在随机单点故障，比较器2此时配置为向上位机输出例如高电平，此时上位机默认高电平为告警信号。

根据一个实施例，图1所示的GNSS导航接收机的比较模块还可以包括或门（OR）电路。

根据一个实施例，比较模块中的或门（OR）电路可以包括两个输入端口和一个输出端口。

根据一个实施例，比较模块中的比较器1的输出端口与或门（OR）电路的一个输入端口耦合。

根据一个实施例，比较模块中的比较器1配置为将两个输入端口接收到的两组计算结果进行比较。当两组计算结果一致时，表示跟踪通道1和跟踪通道2在均不存在随机单点故障，比较器1配置为向或门（OR）电路的一个输入端口输出低电平；当两组计算结果不一致时，表示跟踪通道1和/或跟踪通道2存在随机单点故障，比较器1配置为向或门（OR）电路的一个输入端口输出高电平。

根据一个实施例，比较模块中的比较器2的输出端口与或门（OR）电路的另一个输入端口耦合。

根据一个实施例，比较模块中的比较器2配置为将两个输入端口接收到的两组计算结果进行比较。当两组计算结果一致时，表示跟踪通道2和跟踪通道1均不存在随机单点故障，比较器2配置为向或门（OR）电路的另一个输入端口输出低电平；当两组计算结果不一致时，表示跟踪通道2和/或跟踪通道1存在随机单点故障，比较器2配置为向或门（OR）电路的另一个输入端口输出高电平。

根据一个实施例， 根据或门（OR）电路输入和输出之间的逻辑关系，当或门（OR）电路的两个输入端从比较器1和比较器2接收到的信号都是低电平时，表示对当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流做跟踪处理时，跟踪通道1和跟踪通道2均未出现随机单点故障，或门（OR）电路的输出端口向上位机输出低电平，（上位机默认高电平为告警信号）。

根据一个实施例，根据或门（OR）电路输入和输出之间的逻辑关系，当或门（OR）电路的两个输入端从比较器1和比较器2接收到的信号不全是低电平时，表示对当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流做跟踪处理时，跟踪通道1和/或跟踪通道2曾经出现随机单点故障，或门（OR）电路的输出端口向上位机输出高电平，（上位机默认高电平为告警信号）。

根据其他实施例，所有跟踪通道的状态存储单元可以是同一个RAM中的不同分区，所有跟踪通道的结果存储单元也可以是同一个RAM中的不同分区。

根据其他实施例，所有跟踪通道的状态存储单元和结果存储单元可以是同一个RAM中的不同分区。

根据一个实施例，本申请对每个跟踪通道的状态存储单元和结果存储单元采用ECC机制实施保护，用以发现状态存储单元和结果存储单元中RAM的硬件随机故障，完善跟踪通道的功能安全机制。

根据一个实施例，本申请对数据缓存和回放模块采用ECC机制实施保护，用以发现数据缓存回放模块中RAM的硬件随机故障，完善跟踪通道的功能安全机制。

根据一个实施例，图1所示的GNSS导航接收机还可以包括CPU。

根据一个实施例，GNSS导航接收机中的CPU分别与各个跟踪通道中的状态存储单元耦合，配置为向各个状态存储单元输入初始状态现场。

本申请还提出了一种GNSS导航接收机跟踪通道交叉复用的方法。

图2是根据本申请的一个实施例的GNSS导航接收机跟踪处理一个数据缓存周期所存储数字采样数据流的工作流程图。图2所示的工作流程仍然以图1所示的GNSS导航接收机为例。

2001：跟踪通道1的逻辑计算单元1读取存储在状态存储单元1中的上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，加载到逻辑计算单元1的内部寄存器中；

2002：与操作2001同时，跟踪通道2的逻辑计算单元2读取存储在状态存储单元2中的上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，加载到逻辑计算单元2的内部寄存器中；

2100：数据缓存回放模块的RAM存满，将所存储的数字采样数据流向跟踪通道模块进行第一遍回放；

2201：逻辑计算单元1根据此时自身内部寄存器中的状态现场对第一遍回放的数字采样数据流进行计算；

2202：与操作2201同时，逻辑计算单元2根据此时自身内部寄存器中的状态现场对第一遍回放的数字采样数据流进行计算；

2301：逻辑计算单元1将对第一遍回放的数字采样数据流的计算结果输出给结果存储单元1；

2302：与操作2301同时，逻辑计算单元2将对第一遍回放的数字采样数据流的计算结果输出给结果存储单元2；

2401：跟踪通道1的逻辑计算单元1读取存储在跟踪通道2的状态存储单元2中上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，加载到逻辑计算单元1的内部寄存器中；

2402：与操作2402同时，跟踪通道2的逻辑计算单元2读取存储在跟踪通道1的状态存储单元1中上一个数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，加载到逻辑计算单元2的内部寄存器中；

2500：数据缓存回放模块将所存储数字采样数据流向跟踪通道模块进行第二次回放；

2601：逻辑计算单元1根据此时自身内部寄存器中的状态现场对第二遍回放的数字采样数据流进行计算；

2602：与操作2601同时，逻辑计算单元2根据此时自身内部寄存器中的状态现场对第二遍回放的数字采样数据流进行计算；

2701：跟踪通道1的结果存储单元1此时存储的计算结果（在操作2301获得），以及跟踪通道2的逻辑计算单元2对第二遍回放的数字采样数据流的计算结果（在操作2602获得），分别输出给比较器1进行比较；

2702：与操作2701同时，跟踪通道2的结果存储单元2此时存储的计算结果（在操作2302获得），以及跟踪通道1的逻辑计算单元1对第二遍回放的数字采样数据流的计算结果（在操作2601获得），分别输出给比较器2进行比较；

2801：比较器1将比较结果输出给或门（OR）电路。具体地，比较器1接收到的两组计算结果一致，比较器1向或门（OR）电路输出低电平，不一致则输出高电平；

2802：与操作2801同时，比较器2将比较结果输出给或门（OR）电路。具体地，比较器2接收到的两组计算结果一致，比较器2向或门（OR）电路输出低电平，不一致则输出高电平；

2900：或门（OR）电路对比较器1和比较器2的比较结果进行或逻辑运算，并向上位机输出结果。具体地，或门（OR）电路从比较器1和比较器2接收到的信号均为低电平，或门（OR）电路向上位机输出低电平；如果或门（OR）电路从比较器1和比较器2接收到的信号不全是低电平，或门（OR）电路向上位机输出高电平（上位机默认高电平为告警信号）；

3001：操作2701结束后，结果存储单元1将所存储的伪码、载波NCO状态字等信息（在操作2301获得）输出给状态存储单元1，更新状态存储单元1中的状态现场；

3101：与操作3001同时，结果存储单元1将所存储的相干积分值（在操作2301获得）输出给后续处理电路模块，供进一步处理；

3002：操作2702结束后，结果存储单元2将所存储的伪码、载波NCO状态字等信息（在操作2302获得）输出给状态存储单元2，更新状态存储单元2中的状态现场；

3102：与操作3002同时，结果存储单元2将的相干积分值（在操作2302获得）输出给后续处理电路模块，供进一步处理。

根据一个实施例，在对初始数据缓存周期所存储的数字采样数据流进行跟踪处理时，跟踪通道1的状态存储单元1和跟踪通道2的状态存储单元2从GNSS导航接收机的CPU获得初始状态现场。

根据一个实施例，GNSS导航接收机在初始数据缓存周期所存储的数字采样数据流跟踪处理结束后，在对每个数据缓存周期所存储的数字采样数据流进行跟踪处理时均重复上述操作2001至3102。

基于图1所示的GNSS导航接收机结构以及图2所示的跟踪处理一个数据缓存周期所存储数字采样数据流的工作流程，本领域技术人员可以将前述实施例扩展为大于两个跟踪通道之间相互交叉复用（包括相应调整电路连接以及跟踪处理方法），同时配合调整一个数据缓存周期所存储数字采样数据流为完成跟踪处理所需回放的次数（回放大于两遍），以获得更多的实施例，这些扩展所得的实施例也应属于本申请保护的范围。

本申请还提供了一种电子设备，包括如前所述的功能安全GNSS导航接收机。

本申请还提供了一种驾驶设备，包括如前所述的功能安全GNSS导航接收机。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (8)

1.一种GNSS导航接收机，包括：

ADC及数字前端处理电路，配置为将所述接收机接收到的模拟信号处理成数字采样数据流；

数据缓存回放模块，与所述ADC及数字前端处理电路耦合，配置为接收、存储以及回放所述数字采样数据流；

跟踪通道模块，至少包括第一跟踪通道和第二跟踪通道；

其中所述第一跟踪通道包括耦合到所述数据缓存回放模块的第一逻辑计算单元、耦合到所述第一逻辑计算单元的第一状态存储单元、以及耦合到所述第一逻辑计算单元和所述第一状态存储单元的第一结果存储单元；

其中所述第二跟踪通道包括：耦合到所述数据缓存回放模块的第二逻辑计算单元、耦合到所述第二逻辑计算单元的第二状态存储单元、以及耦合到所述第二逻辑计算单元和所述第二状态存储单元的第二结果存储单元；

其中所述第一逻辑计算单元也与所述第二状态存储单元耦合，所述第二逻辑计算单元也与所述第一状态存储单元耦合；以及

比较模块，耦合到所述第一结果存储单元和所述第二结果存储单元；并且耦合到所述第一逻辑计算单元和所述第二逻辑计算单元；

其中，一个数据缓存周期是所述数据缓存回放模块接收所述数字采样数据流，并将自身的存储空间存满的时间；所述一个数据缓存周期内所存储的数字采样数据流要向所述跟踪通道模块至少回放两遍；

其中，所述第一逻辑计算单元配置为基于所述第一状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一计算结果，并存储在所述第一结果存储单元；

其中，所述第二逻辑计算单元配置为基于所述第一状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一校验结果；

其中，所述比较模块配置为对所述第一计算结果和所述第一校验结果进行比较。

2.根据权利要求1所述的接收机，其中所述第二逻辑计算单元配置为基于所述第二状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第二计算结果，并存储在所述第二结果存储单元；

其中，所述第一逻辑计算单元配置为基于所述第二状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第二校验结果；

其中，所述比较模块配置为对所述第二计算结果和所述第二校验结果进行比较。

3. 根据权利要求2所述的接收机，所述比较模块包括：

第一比较器，其输入端分别耦合到所述第一结果存储单元和所述第二逻辑计算单元，配置为对所述第一计算结果和所述第一校验结果进行比较，并输出第一比较结果；和

第二比较器，其输入端分别耦合到所述第二结果存储单元和所述第一逻辑计算单元，配置为对所述第二计算结果和所述第二校验结果进行比较，并输出第二比较结果。

4.根据权利要求2所述的接收机，所述比较模块包括：

第一比较器，其输入端分别耦合到所述第一结果存储单元和所述第二逻辑计算单元，配置为对所述第一计算结果和所述第一校验结果进行比较；

第二比较器，其输入端分别耦合到所述第二结果存储单元和所述第一逻辑计算单元，配置为对所述第二计算结果和所述第二校验结果进行比较；

或门，其输入端分别耦合到所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端；

其中，所述第一比较器配置为向所述或门输出第一比较结果；

其中，所述第二比较器配置为向所述或门输出第二比较结果；

其中，所述或门配置为对所述第一比较结果和所述第二比较结果进行或逻辑运算并输出结果。

5.根据权利要求3或4所述的接收机，其中所述第一结果存储单元和/或所述第二结果存储单元配置为在分别将所述第一计算结果和/或所述第二计算结果输出给所述第一比较器和/或所述第二比较器之后，将所述第一计算结果和/或所述第二计算结果中有关状态现场的数据分别输出给所述第一状态存储单元和/或所述第二状态存储单元，以更新所述第一跟踪通道和/或所述第二跟踪通道的状态现场。

6.根据权利要求3或4所述的接收机，还包括后续处理电路模块，耦合到所述第一结果存储单元和/或所述第二结果存储单元；

其中所述第一结果存储单元和/或所述第二结果存储单元配置为在分别将所述第一计算结果和/或所述第二计算结果输出给所述第一比较器和/或所述第二比较器之后，将所述第一计算结果和/或所述第二计算结果中的相干积分值输出给所述后续处理电路模块。

7.根据权利要求1所述的接收机，所述数据缓存回放模块包括至少两个子模块，配置为当其中一个子模块存满并开始进行回放后，另一个子模块开始接收和存储所述ADC及数字前端处理电路输出的所述数字采样数据流。

8.一种GNSS导航接收机跟踪通道交叉复用的方法，包括：

接收数字采样数据流，将同一个数据缓存周期所存储的数字采样数据流向跟踪通道回放至少两遍；

利用第一跟踪通道基于第一状态存储单元中存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第一遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一计算结果，并存储；

利用第二跟踪通道基于第一状态存储单元存储的上一次数据缓存周期所存储数字采样数据流跟踪处理结束后的状态现场，以及第二遍回放的当前数据缓存周期所存储的数字采样数据流，得到第一校验结果；

对所述第一计算结果和所述第一校验结果进行比较。