CN213211012U - 一种激光雷达系统的在线升级装置及激光雷达系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光雷达领域，具体涉及一种激光雷达系统的在线升级装置及激光雷达系统。该在线升级装置包括接口模块和用于控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块，FPGA控制模块包括数据接收校验单元、升级控制单元、数据读写校验单元和数据存储模块，升级控制单元与数据接收校验单元和数据读写校验单元连接，接口模块接收用于对FPGA控制模块进行软件升级的升级数据，并将该升级数据传输至数据接收校验单元，升级控制单元控制数据接收校验单元对该升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元将通过校验的升级数据写入数据存储模块进行存储，并对写入数据存储模块的升级数据进行回读校验。本实用新型能提高系统整体的集成度，降低成本，提高升级可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光雷达领域，具体涉及一种激光雷达系统的在线升级装置及激光雷达系统。
背景技术
激光雷达系统在装配完成后，根据实际情况，需要对程序功能进行升级。由于激光雷达系统在装配时进行了特殊的工艺处理，装配后不具备拆机重新烧录程序的条件。
目前已有对激光雷达系统程序功能进行升级的应用方案是：使用MCU(或DSP)加上存储芯片的架构，MCU负责存储芯片的读写，存储芯片作为激光雷达系统中FPGA的程序代码存储器，产品上电后，MCU将存储芯片中的数据读出，并按照特定时序(即FPGA加载时序)发送到FPGA，此过程即为FPGA的程序加载流程。通过MCU修改存储芯片中的固件，实现FPGA的在线升级，从而实现激光雷达系统程序功能的在线升级。
上述现有的技术方案需要增加MCU和存储芯片两个芯片，增加了激光雷达系统的成本，且器件的增多，导致电路板的布局难度加大。另外，激光雷达系统增加了MCU软件后，设备软件出故障的概率也随之加大，由于MCU不仅需要对存储芯片进行读写操作，还需要对FPGA的上电加载过程进行模拟，如果加载不成功，不仅设备的升级功能失败，设备的基本功能也随之失效，升级可靠性差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光雷达系统的在线升级装置及激光雷达系统，解决现有激光雷达系统成本高、电路板布局难度大，且功能升级可靠性差的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达系统的在线升级装置，包括接口模块、数据存储模块和用于控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块，所述FPGA控制模块包括数据接收校验单元、升级控制单元和数据读写校验单元，所述升级控制单元与数据接收校验单元和数据读写校验单元连接，其中，
所述接口模块接收用于对FPGA控制模块进行软件升级的升级数据，并将该升级数据传输至数据接收校验单元，所述升级控制单元控制数据接收校验单元对该升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元将通过校验的升级数据写入数据存储模块进行存储，并对写入数据存储模块的升级数据进行回读校验。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述数据读写校验单元包括均与升级控制单元连接的数据读写子单元和回读校验子单元，所述数据读写子单元回读数据存储模块的升级数据，并将回读的升级数据传输至回读校验子单元进行校验。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述数据存储模块为Flash存储芯片。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述升级控制单元包括与接口模块连接用于启动FPGA控制模块控制升级的升级启动子单元。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述FPGA控制模块还包括与升级控制单元和数据存储模块连接用于检测FPGA控制模块软件升级状态的升级检测单元。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述FPGA控制模块还包括与升级控制单元连接用于检测FPGA控制模块通电状态的断电检测单元。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述升级数据包括DSP控制升级数据，所述在线升级装置还包括与数据存储模块连接的DSP控制模块，所述数据存储模块将存储的DSP控制升级数据传输至DSP控制模块。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述在线升级装置还包括电路板，所述FPGA控制模块和DSP控制模块集成设置在所述电路板上。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光雷达系统，包括激光雷达本体和如上述任一所述的激光雷达系统的在线升级装置，所述在线升级装置的FPGA控制模块与激光雷达本体连接，控制激光雷达系统工作状态。
本实用新型的更进一步优选方案是：所述激光雷达本体包括与FPGA控制模块连接用于对目标区域进行激光扫描的扫描装置。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，通过在控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块中设置数据接收校验单元、升级控制单元、数据读写校验单元和数据存储模块，升级控制单元控制数据接收校验单元对接收的升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元将通过校验的升级数据写入数据存储模块进行存储，并对写入数据存储模块的升级数据进行回读校验，在不破坏激光雷达系统硬件状态、不额外增加芯片和软件个数的情况下，利用FPGA控制模块灵活的内部逻辑资源，完成配置芯片烧写所需要的相关操作，实现自身的软件功能升级，从而实现激光雷达系统的在线升级，提高了集成度，减少电路器件及电路板面积，降低电路板布局难度，降低成本，且，设置数据接收校验单元和数据读写校验单元进行升级数据的双重校验，降低了出错的风险，提高了升级的可靠性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型的激光雷达系统的在线升级装置的结构框图；
图2是本实用新型的数据读写校验单元的结构框图；
图3是本实用新型的激光雷达系统的结构框图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
如图1所示，本实用新型提供一种激光雷达系统的在线升级装置的优选实施例。
参考图1，激光雷达系统的在线升级装置包括接口模块10、用于控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块20和数据存储模块30，所述FPGA控制模块20包括数据接收校验单元21、升级控制单元22和数据读写校验单元23，所述升级控制单元22与数据接收校验单元21和数据读写校验单元23连接，其中，所述接口模块10接收用于对FPGA控制模块20进行软件升级的升级数据，并将该升级数据传输至数据接收校验单元21，所述升级控制单元22控制数据接收校验单元21对该升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元23将通过校验的升级数据写入数据存储模块30进行存储，并对写入数据存储模块30的升级数据进行回读校验。通过在控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块20中设置数据接收校验单元21、升级控制单元22、数据读写校验单元23和数据存储模块30，上述各单元配合，在不破坏激光雷达系统硬件状态、不额外增加芯片和软件个数的情况下，实现FPGA控制模块20自身的软件功能升级，实现激光雷达系统的在线升级，提高了集成度，减少电路器件及电路板50面积，降低电路板50布局难度，从而降低成本，且，设置数据接收校验单元21和数据读写校验单元23进行升级数据的双重校验，降低了出错的风险，提高了升级的可靠性。
其中，数据接收校验单元21对接收到的升级数据进行校验，且会将校验结果通过接口模块10返回发送升级数据的装置。
另外，数据接收校验单元21对接收到的升级数据进行校验可通过现有的技术进行实现，如CRC校验；升级控制单元22对数据读写校验单元23和数据接收校验单元21的控制可通过现有的电路进行实现；数据读写校验单元23将校验通过的升级数据写入数据存储模块30可通过现有的读写存储芯片电路进行实现，对写入数据存储模块30的升级数据进行回读校验也可通过现有的技术进行实现，如CRC校验；数据存储模块30可通过现有存储芯片进行实现，如Flash存储芯片，Flash存储芯片不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM)的性能，还可以快速读取数据(NVRAM的优势)，使数据不会因为断电而丢失，且Flash存储芯片中存储有FPGA备份程序、FPGA备份参数、FPGA升级程序和FPGA升级参数；上述各单元的软件部分均可通过现有技术进行实现，其软件部分不属于本实用新型的改进。
参考图2，所述数据读写校验单元23包括均与升级控制单元22连接的的数据读写子单元231和回读校验子单元232，所述数据读写子单元231回读数据存储模块30的升级数据，并将回读的升级数据传输至回读校验子单元232进行校验。回读校验子单元232对数据存储模块30中的升级数据进行校验时，将该回读的升级数据与写入的升级数据进行比较，如果不一致，则重写该部分的数据，确保升级数据的存储正确性，提高功能升级的可靠性。其中，回读校验子单元232对回读的升级数据的校验可通过现有技术进行实现，如CRC校验，其软件控制部分不属于本实用新型的改进。
参考图1，本实施例的FPGA控制模块20还包括与升级控制单元22和数据存储模块30连接用于检测FPGA控制模块20软件升级状态的升级检测单元24。在对FPGA控制模块20进行软件升级过程中，如遇意外情况(升级过程断电等)，导致数据存储模块30的升级数据中升级程序写入失败，升级检测单元24可检测到数据存储模块30的升级程序写入失败，并将失败信号发送至升级控制单元22，升级控制单元22控制启动数据存储模块30中的备份程序，再次进行升级，采用多重启动技术，进一步提高升级的可靠性。其中，升级检测单元24实现FPGA控制模块20软件升级状态的检测可通过现有的电路技术实现，例如，升级失败，数据存储模块30发送信号至升级检测单元24，升级检测单元24的电路被触发产生一信号，传输至升级控制单元22，表明升级失败。
进一步地，所述FPGA控制模块20还包括与升级控制单元22连接用于检测FPGA控制模块20通电状态的断电检测单元25。断电检测单元25用于检测FPGA控制模块20通电状态，即用于检测FPGA控制模块20是否断电，该检测可通过现有的断电检测电路进行实现。断电的情况下，FPGA控制模块20的在线升级会失败，断电检测单元25的设置有助于操作人员快速判断是否是断电引起的在线升级失败。
本实施例中，所述升级控制单元22包括与接口模块10连接用于启动FPGA控制模块20控制升级的升级启动子单元。接口模块10接收升级数据，触发升级启动子单元启动控制数据接收校验单元21进入升级状态，对升级数据进行校验和升级数据写入等软件升级操作。在对激光雷达系统进行软件升级时，FPGA控制模块20启动执行升级工作，不需要进行升级时，进行升级工作的各单元不发挥作用。FPGA控制模块20与激光雷达系统的原其他功能模块独立运行，互不干涉。激光雷达系统上电时，FPGA控制模块20的程序加载流程仍由自身的上述各单元完成。
进一步地，所述升级数据包括DSP控制升级数据，所述在线升级装置还包括与数据存储模块30连接的DSP控制模块40，所述数据存储模块30将存储的DSP控制升级数据传输至DSP控制模块40。其中，数据存储模块30中还存储有DSP备份程序、DSP备份参数、DSP升级程序和DSP升级参数。通过上述所述的FPGA控制模块20也可实现对DSP控制模块40进行在线升级。另外，通过该FPGA控制模块20还可对激光雷达系统的其他处理器进行固件升级。
进一步地，所述在线升级装置还包括电路板50，所述FPGA控制模块20和DSP控制模块40集成设置在所述电路板50上。电路板50上集成设置FPGA控制模块20和DSP控制模块40的方式进一步地提高激光雷达系统的在线升级装置的集成度。
如图3所示，本实用新型还提供一种激光雷达系统的优选实施例。
参考图1和图3，所述激光雷达系统包括激光雷达本体和如上述所述的激光雷达系统的在线升级装置，所述在线升级装置的FPGA控制模块20与激光雷达本体连接，控制激光雷达系统工作状态并对其进行功能升级。通过在控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块20中设置数据接收校验单元21、升级控制单元22、数据读写校验单元23和数据存储模块30，升级控制单元22控制数据接收校验单元21对接收的升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元23将通过校验的升级数据写入数据存储模块30进行存储，并对写入数据存储模块30的升级数据进行回读校验，在不破坏激光雷达系统硬件状态、不额外增加芯片和软件个数的情况下，利用FPGA控制模块20灵活的内部逻辑资源，完成配置芯片烧写所需要的相关操作，实现自身的软件功能升级，从而实现激光雷达系统的在线升级，提高了集成度，减少电路器件及电路板50面积，降低电路板50布局难度，降低成本，且，设置数据接收校验单元21和数据读写校验单元23进行升级数据的双重校验，降低了出错的风险，提高了升级的可靠性。
进一步地，所述激光雷达本体包括与FPGA控制模块20连接用于对目标区域进行激光扫描的扫描装置60。扫描装置60与在线升级装置的FPGA控制模块20连接，FPGA控制模块20控制扫描装置60对目标区域进行激光扫描。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种激光雷达系统的在线升级装置，其特征在于，包括接口模块、数据存储模块和用于控制激光雷达系统工作状态的FPGA控制模块，所述FPGA控制模块包括数据接收校验单元、升级控制单元和数据读写校验单元，所述升级控制单元与数据接收校验单元和数据读写校验单元连接，其中，
所述接口模块接收用于对FPGA控制模块进行软件升级的升级数据，并将该升级数据传输至数据接收校验单元，所述升级控制单元控制数据接收校验单元对该升级数据进行校验，并控制数据读写校验单元将通过校验的升级数据写入数据存储模块进行存储，并对写入数据存储模块的升级数据进行回读校验。
2.根据权利要求1所述的在线升级装置，其特征在于，所述数据读写校验单元包括均与升级控制单元连接的数据读写子单元和回读校验子单元，所述数据读写子单元回读数据存储模块的升级数据，并将回读的升级数据传输至回读校验子单元进行校验。
3.根据权利要求1所述的在线升级装置，其特征在于，所述数据存储模块为Flash存储芯片。
4.根据权利要求1所述的在线升级装置，其特征在于，所述升级控制单元包括与接口模块连接用于启动FPGA控制模块控制升级的升级启动子单元。
5.根据权利要求1所述的在线升级装置，其特征在于，所述FPGA控制模块还包括与升级控制单元和数据存储模块连接用于检测FPGA控制模块软件升级状态的升级检测单元。
6.根据权利要求1-5任一所述的在线升级装置，其特征在于，所述FPGA控制模块还包括与升级控制单元连接用于检测FPGA控制模块通电状态的断电检测单元。
7.根据权利要求1所述的在线升级装置，其特征在于，所述升级数据包括DSP控制升级数据，所述在线升级装置还包括与数据存储模块连接的DSP控制模块，所述数据存储模块将存储的DSP控制升级数据传输至DSP控制模块。
8.根据权利要求7所述的在线升级装置，其特征在于，所述在线升级装置还包括电路板，所述FPGA控制模块和DSP控制模块集成设置在所述电路板上。
9.一种激光雷达系统，其特征在于，包括激光雷达本体和如权利要求1-8任一所述的激光雷达系统的在线升级装置，所述在线升级装置的FPGA控制模块与激光雷达本体连接，控制激光雷达系统工作状态。
10.根据权利要求9所述的激光雷达系统，其特征在于，所述激光雷达本体包括与FPGA控制模块连接用于对目标区域进行激光扫描的扫描装置。
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