JP2005156197A - Signal processing circuit with data taking-in and check function, and its signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アナログ信号から変換されたディジタル信号の信号処理回路及びその信号処理方法に関する。 The present invention relates to a signal processing circuit for a digital signal converted from an analog signal and a signal processing method thereof.
図1に、従来の技術に関するデータ取り込み単位を示す。ディジタル信号処理回路において、A/D変換器により取り込まれたデータをメモリに取り込む場合、従来は1個(aビット)ずつの取り込みであり、その都度割り込み処理が入ることから、取り込み速度が遅くなるという問題があった。一方、上記を解消するために、ディジタル信号処理回路のメモリ内部にDMAを設け、1ブロックずつの取り込みを行うことで、割り込み処理が1回のみとなり、高速化することが可能となるが、1ブロックとしたデータに抜けが出る等、データ取り込みの信頼性確保の点で問題があるため、信頼性確保のためのチェック機能が必要となっていた。 FIG. 1 shows a data capturing unit related to the conventional technique. In a digital signal processing circuit, when data taken in by an A / D converter is taken into a memory, conventionally, each piece of data (a bit) is taken in, and an interruption process is entered each time, so that the taking speed becomes slow. There was a problem. On the other hand, in order to solve the above-mentioned problem, a DMA is provided in the memory of the digital signal processing circuit, and by fetching one block at a time, interrupt processing is performed only once, and the speed can be increased. Since there is a problem in ensuring the reliability of data import, such as missing data in blocks, a check function for ensuring reliability was necessary.
本発明の目的は、データの信頼性を確保しながら、A/D変換器からメモリへのデータ取り込み速度を上げるデータ取り込みを含む信号処理回路及びその処理方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a signal processing circuit and a processing method thereof including data fetching that increases data fetching speed from an A / D converter to a memory while ensuring data reliability.
本発明は、上記の課題を解決するために、取り込まれたアナログ信号をディジタル信号に変換したディジタルデータをメモリへ取り込む際に、データチェックを行うことに特徴がある。さらに、A/D変換器から取り出されたディジタルデータにチェックビットを付加することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that a data check is performed when digital data obtained by converting a captured analog signal into a digital signal is loaded into a memory. Further, a check bit is added to the digital data extracted from the A / D converter.
また、本発明によれば、1ブロック毎の取り込みを可能とするDMAと、1ブロック毎にカウンタしてチェックビットを付加するチェックビット付加装置とを有し、ブロック毎の連続性及び、又は、1ブロック毎のデータ抜けをチェックすることを特徴とする。さらに、取り込んだデータが正常であるかどうかをチェックすることを特徴とする。 In addition, according to the present invention, there is a DMA that enables fetching for each block and a check bit adding device that counts and adds a check bit for each block, and the continuity for each block and / or It is characterized by checking data missing for each block. Further, it is characterized in that it is checked whether or not the fetched data is normal.
また、複数種類のデータで構成されているデータにチェックビットとしてデータ識別コードを付加し、その識別コードの判別結果に応じて、各種類のデータごとに予め定められたバッファに格納することを特徴とする。 In addition, a data identification code is added as a check bit to data composed of a plurality of types of data, and each type of data is stored in a predetermined buffer according to the discrimination result of the identification code. And
本発明によれば、高速かつ信頼性の高いデータ取り込みを実現することが可能になる。 According to the present invention, high-speed and highly reliable data capture can be realized.
本発明によれば、ブロック毎の連続性をチェックすることができ、又、1ブロック毎のデータ抜けをチェックすることが可能となり、取り込みデータの信頼性を高めることが可能である。 According to the present invention, it is possible to check the continuity for each block, check for missing data for each block, and improve the reliability of fetched data.
さらに、取り込んだデータが正常であるかどうかをチェックすることも可能である。 Furthermore, it is possible to check whether or not the captured data is normal.
また、取り込んだデータの種類を区別できる又は取り込んだデータを種類別に保持することが可能となる。 In addition, the type of captured data can be distinguished or the captured data can be held by type.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施例は2周波CW(Continuous Wave)方式ミリ波レーダのディジタル信号処理回路に関する例であるが、本発明は、この実施例に限定的に解釈されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, although the Example described below is an example regarding the digital signal processing circuit of 2 frequency CW (Continuous Wave) system millimeter wave radar, this invention is not interpreted limitedly to this Example.
2周波CW方式に関する図を図2に最上段に示す。2周波CW方式とは、2種類の周波数(CF1及びCF2)を持つ電波を送信し、ドップラシフトを伴う反射波(F1及び
F2)により、周囲環境を信号として得る方式である。
A diagram relating to the two-frequency CW system is shown in FIG. The two-frequency CW system is a system that transmits radio waves having two types of frequencies (CF1 and CF2) and obtains the surrounding environment as a signal by reflected waves (F1 and F2) accompanied by Doppler shift.
はじめに、図3を用いて一般的なミリ波レーダ装置の概要を説明する。 First, an outline of a general millimeter wave radar apparatus will be described with reference to FIG.
ミリ波レーダ1は、自車両15の前方に取り付けられている。ミリ波レーダ1は、送信制御部3を備え、この送信制御部3から2周波を切りかえる変調信号が生成され、出力される。2周波を切りかえる変調信号の図を図2の最上段に示す。図中の変調幅は送信波が決まった周波数を出力するように調整される。
The
送信制御部3から出力された変調信号は、発振器4に供給される。発振器4は、供給された変調信号に基づいて、ミリ波帯の電磁波を生成し、送信アンテナ5を介して自車両
15の前方に送信される。
The modulation signal output from the transmission control unit 3 is supplied to the
送信アンテナ5から送信されたミリ波帯の電磁波は、先行車両や路側物など(以下ターゲット6とする)で反射し、受信アンテナ7にて受信される。受信アンテナ7で受信された反射波はミキサ8において送信波とミキシングされることにより、ミリ波帯の周波数からIF(Intermediate Frequency;中間周波数)帯へ周波数変換される。
The millimeter wave band electromagnetic wave transmitted from the
ミキサ8のミキシングによってビート信号が取り出され、このビート信号はアナログ信号処理部9にて増幅される。ビート信号は、わずかに異なる2つの周波数を持つ信号を重ね合わせ時に抽出される位相差を表す信号である。アナログ信号処理部9で増幅されたビート信号は、A/D変換器10によりディジタル信号に変換され、ターゲット処理部12に取り込まれる。ターゲット処理部12では、ディジタル信号が、ダイレクトアクセスメモリ(以下、DMAという)25を通してメモリ26に取り込まれ、FFT(Fast
Fourier Transform ;高速フーリエ変換)処理部11にてFFT処理され、ターゲットピークが得られる。なお、アナログ信号処理部9,A/D変換器10及びFFT処理部11の詳細な処理内容は後述する。
A beat signal is extracted by mixing of the
Fourier Transform (Fast Fourier Transform)
FFT処理部11で得られたターゲットピークは、トラッカ処理部27にて信号処理され、相対速度や距離等(以下、ターゲット情報と呼ぶ)が算出される。
The target peak obtained by the
ターゲット処理部12で得られたターゲット情報は、通信ドライバ13を介してACC(Adaptive Cruise Control) 制御ユニットや車間距離警報ユニットなどの上位システム
14に伝達され、車両制御やドライバへの警報制御等に用いられる。
The target information obtained by the
次に、図4を用いてアナログ信号処理部9の詳細な処理内容について説明する。図中に、アナログ信号処理部9の内部ブロックを示す。
Next, detailed processing contents of the analog
アナログ信号処理部9は、プリアンプ部16,DCサーボ部17,復調部19,S/H(Sample & amp/Hold)部20、及び2次アンプ部21により構成される。
The analog
ミキサ8から、アナログ信号処理部9に入力されるビート信号は、プリアンプ部16にて増幅される。DCサーボ部17は、プリアンプ部16の出力信号を、プリアンプ16の入力端にフィードバックしており、ビート信号のDCオフセットをキャンセルする働きをする。
The beat signal input from the
プリアンプ部16で増幅された信号には、送信アンテナ5からの送信時に変調された二つの送信周波数(CF1,CF2)に対応した位相の異なるビート信号(F1,F2)が重畳されている。このため、プリアンプ部16で増幅された信号は、復調部19にて復調される。
On the signal amplified by the preamplifier unit 16, beat signals (F1, F2) having different phases corresponding to two transmission frequencies (CF1, CF2) modulated at the time of transmission from the
復調部19で復調された二種のビート信号(F1,F2)は、S/H部20にてサンプルホールドされ、それぞれ、2次アンプ部21で再度増幅された後に、A/D変換器10へと出力される。
The two types of beat signals (F1, F2) demodulated by the
次に、図5において、A/D変換器10及びFFT処理部11の動作を説明するための波形図を示す。
Next, in FIG. 5, a waveform diagram for explaining operations of the A /
図中の(a)は、2次アンプ部21で増幅されたビート信号22の時間波形を示し、縦軸は信号強度、横軸は時間を表す。ビート信号22はA/D変換器10において、A/Dサンプリング周波数Fs[Hz](A/Dサンプル周期T[s]=1/Fs)でサンプリングされ、図中の(b)に示すようなサンプルデータ23が得られる(図中の(b)も
(a)と同様に縦軸は信号強度、横軸は時間を表す)。
(A) in the figure shows the time waveform of the
A/D変換器10によりサンプリングされたデータは、FFT処理部11にて、FFTサンプル点数Nを1ブロックとしてFFT処理することにより、図中の(c)に示すような、Fs/2[Hz]を周波数上限としたビート信号の周波数スペクトラム24が得られる。なお、図中は、縦軸は信号強度、横軸は周波数を表す。
The data sampled by the A /
本発明の一実施形態は、上述したミリ波レーダ装置に適用した場合の例である。装置内部における、A/D変換器10から、ターゲット処理部12へのデータ取り込みにおける高速度,高信頼性を実現する、本発明のデータ取り込みチェック機能付き信号処理回路の一実施形態を、図1,図6を用いて説明する。
One embodiment of the present invention is an example when applied to the above-described millimeter wave radar device. FIG. 1 shows an embodiment of a signal processing circuit with a data acquisition check function according to the present invention that realizes high speed and high reliability in data acquisition from the A /
図6において、ターゲットへの送信波、及びターゲットからの受信波が、アンテナ5,7,ミキサ8を通じ、アナログ信号処理部において得られたアナログ信号を、A/D変換器10によりディジタル化し、そのディジタル化された信号に対して、チェックビット付加装置2を用いて、1個のデータ毎に、数bit のカウンタ値及びデータ識別コードの付加を行う。カウンタ値を付加したタイミングチャートを図1に示す。図1は1個のデータの図を示しており、従来はデータビットのみであったものに、チェックビットのカウンタ、及びデータ識別コードを付加した本発明のタイミングチャートを表している。この際、1ブロックのデータ個数はN個であり、FFT処理のサンプリングデータ数となる。そして、図6において、ターゲット処理部12にデータを取り込む際に、ターゲット処理部内において図7に示すデータチェックを行う。
In FIG. 6, the analog signal obtained in the analog signal processing unit by the transmission wave to the target and the reception wave from the target through the
図7は本実施例のフローチャートを表したものであり、取得したA/D変換後のブロックデータに対してStep1,2,3の3種類のチェックを行う。
FIG. 7 shows a flowchart of the present embodiment, in which three types of checks of
Step1のブロック境界チェックにおいては、図8に示すように、リングバッファに格納されている、前回サンプリングし終えたブロック(x−1番目,xは整数)の最終カウンタ値と、今回サンプリングし終えたブロック(x番目)の先頭カウンタ値を比較することにより、ブロック間のA/D変換器からの出力データが連続しているか否かをチェックする。
In the block boundary check of
Step2のサンプリングスキップチェックにおいては、図9に示すように、今回サンプリングし終えたブロック(x番目)の(先頭カウンタ値)と(最終カウンタ値+1)を比較し、その差分が2m (mは付加カウンタ数、m<nで2n は1ブロックのデータ数)の倍数となるか否かをチェックする。
In the sampling skip check in
Step3において、ミリ波レーダにおいてはF1とF2の2つのバッファが存在するため、図10のように、今回サンプリングし終えたブロックのデータ識別コードをチェックし、F1およびF2バッファに、それぞれF1およびF2データが格納されているか否かをチェックする。 In Step 3, since the millimeter wave radar has two buffers F1 and F2, as shown in FIG. 10, the data identification code of the block which has been sampled this time is checked, and F1 and F2 are respectively stored in the F1 and F2 buffers. Check if data is stored.
Step4において、Step1,2,3のデータチェックのうち、1つ以上で異常と判定されると、エラーコードをセットする。
In
Step5においてはエラーコードが発生しているか否かを判定し、エラーと判定された場合にその情報を外部へ伝える。
In
Step5においてエラーと判定された場合、Step6においては、FFTスキップ要求を行いDMAの再初期化を行う。
If an error is determined in
以上の処理により、データの取り込みに失敗した場合、誤って取り込んだ1ブロックのデータをスキップすることで、エラーのないデータだけを取り込むことが可能となる。 By the above processing, when data fetching fails, it is possible to fetch only error-free data by skipping erroneously fetched one block of data.
1…ミリ波レーダ、2…チェックビット付加装置、3…送信制御部、4…発振器、5,7…アンテナ、6…ターゲット、8…ミキサ、9…アナログ信号処理部、10…A/D変換器、11…FFT処理部、12…ターゲット処理部、13…通信ドライバ、14…上位システム、15…自車両、16…プリアンプ部、17…DCサーボ部、19…復調部、
20…S/H部、21…2次アンプ部、25…DMA部、26…データを格納するための2つのバッファを持つメモリ部、27…トラッカ処理部。
DESCRIPTION OF
20 ... S / H unit, 21 ... secondary amplifier unit, 25 ... DMA unit, 26 ... memory unit having two buffers for storing data, 27 ... tracker processing unit.
Claims (4)
前記センサからのアナログ信号をディジタル信号へ変換する変換器と、
前記A/D変換器によりディジタル値に変換されたセンサ出力信号を処理する信号処理回路であって、前記信号処理回路は、ダイレクトメモリアクセス(DMA)を含むメモリと、前記変換器より取り込んだディジタル信号のディジタルデータにチェックビットを付加するチェックビット付加装置とを有し、前記ダイレクトメモリアクセスにより、1ブロック((a+b)ビット×N個、aはデータビット幅、bはチェックビット幅、Nはサンプリングデータ個数でN=2n 、nは整数)毎にディジタルデータを取り込むことを特徴とした信号処理回路。 A sensor that outputs an analog signal that changes according to changes in the surrounding environment;
A converter for converting an analog signal from the sensor into a digital signal;
A signal processing circuit for processing a sensor output signal converted into a digital value by the A / D converter, wherein the signal processing circuit includes a memory including a direct memory access (DMA), and a digital captured by the converter A check bit adding device for adding a check bit to the digital data of the signal. By the direct memory access, one block ((a + b) bits × N, a is the data bit width, b is the check bit width, and N is A signal processing circuit which takes in digital data every sampling data number (N = 2 n , n is an integer).
前記信号処理回路は、前記チェックビット付加装置によって付加されたチェックビットを用いて所定ビットごとにカウントするカウンタとを有することを特徴とする信号処理回路。 The signal processing circuit according to claim 1,
The signal processing circuit includes a counter that counts every predetermined bit using the check bit added by the check bit adding device.
前記信号処理回路は、前記チェックビット付加装置を用いて付加するチェックビットにデータ識別コードを用いることを特徴とした信号処理回路。 The signal processing circuit according to claim 1,
The signal processing circuit uses a data identification code for a check bit added using the check bit adding device.
前記付加されたチェックビットから前記ダイレクトアクセスメモリで取り込んだ前記変換器のデータをチェックすることを特徴とする信号処理回路。
In any one of Claims 2 thru | or 3,
A signal processing circuit for checking data of the converter fetched by the direct access memory from the added check bit.
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