[发明专利]基于ZYNQ的组合导航多源异构数据时间同步方法

权利要求书

1.一种基于ZYNQ的组合导航多源异构数据时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

(10)传感器数据采集：根据传感器通信总线及传输协议，基于ZYNQ平台，采集传感器发送的原始数据；

(20)时钟基准建立：利用全局时钟构建微秒级时钟计数器，获得微秒级时间戳数据，根据数据传输停止时的计数值得到本次采集的数据时间戳；

(30)数据类型识别：通过通信总线接口和传输协议标识符，识别接收到的不同传感器数据或相同传感器的不同类型数据，并根据不同类型传感器或相同类型传感器不同的数据类型建立相应的处理线程；

(40)相同结构数据帧组建：将各传感器有效数据与采集的数据时间戳结合，构成相同结构的新组建数据帧，并在新组建数据帧中添加数据类型ID；

(50)数据帧传输：将打好时间戳和数据类型ID符的新组建数据帧传输到上位机。

2.根据权利要求1所述的组合导航多源异构数据时间同步方法，其特征在于，所述(10)传感器数据采集步骤包括：

(11)配置ZYNQ平台外设驱动：根据所使用的传感器对应的通信总线接口，编写ZYNQ平台对应的接口外设驱动，确保ZYNQ平台与各传感器可以进行正常通信；

(12)初始化传感器：将所述接口外设驱动通过ZYNQ平台与各传感器之间的通信总线，写入各传感器内部寄存器；

(13)开始数据传输：当传感器从通信总线上接收到数据传输起始信号，则拉高相应的传输起始标志位，开始数据传输；

(14)接收异步串行数据：以50MHz全局时钟建立时钟周期计数器，当时钟周期计数器计数到一比特数据在通信总线上保持的系统时钟周期个数N时，累加已接收比特计数器的值并清零时钟周期计数器，重新开始计数；当已接收比特计数器的值计数到8时，将8比特数据以一字节格式缓存，清空已接收比特计数器；

(15)更新字节计数器：每缓存一字节数据，将字节计数器的值加1。

3.根据权利要求1所述的组合导航多源异构数据时间同步方法，其特征在于，所述(20)时钟基准建立步骤包括：

(21)建立全局时钟：利用ZYNQ平台的晶振外设提供的50MHz信号作为系统工作的全局时钟；

(22)提取数据时间戳：根据传输起始标志位被拉高，开始数据传输时的时间计数器的值，计算得到本次采集的数据时间戳，并停止时间计数器的计数；

所述本次采集的数据时间戳按下式计算得到：

T＝N_t/F_s，

式中,T为当前时刻的微秒级精确时间值，即数据时间戳，N_t为时间计数器的值，F_s为全局时钟工作频率；

(23)更新时间计数器：通过接收PPS秒脉冲信号，作为当前整秒的开始；在接收到PPS信号时将时间计数器清零，重新开始计数，作为下一秒的时间戳值。

4.根据权利要求1所述的组合导航多源异构数据时间同步方法，其特征在于，所述(30)数据类型识别步骤包括：

(31)通信总线判别：通过轮询的方式判别当前接收数据所属总线，进而确定所述接收数据来自的传感器；

(32)传感器类型判别：对于相同总线下的不同传感器，根据接收到的帧起始符字节，判断该帧起始符来自的传感器，结合不同传感器类型传输协议中定义的特定帧起始符，确定该传感器类型；

(33)数据类型标识符判断：对于同一传感器传输的不同类型数据，根据接收到的数据类型标识符，确定该传感器当前发送的数据类型；

(34)处理线程建立：根据不同数据类型在协议传输帧中对应的位置及数据长度，结合字节计数器的值，建立相应数据处理线程，提取各传感器有效数据并缓存。

5.根据权利要求1所述的组合导航多源异构数据时间同步方法，其特征在于，所述(40)相同结构数据帧组建步骤包括：

(41)动态调整提取数据位长度：根据传感器传输协议帧判断接收的有效数据长度，得到字节计数器计数的最大值；当字节计数达到有效数据长度最大值时，将计数器计数清零；

(42)判断已接收数据位数：读取传输完成标志位状态，当传输完成标志位有效时，累加字节计数器；根据字节计数器的值得到已接收的字节数，将缓存中接收的字节写入新数据帧的对应数据位；

(43)添加时间戳：待当前帧有效数据全部写入新组建数据帧后，将与其对应的本次采集的数据时间戳写入所述新组建数据帧的对应比特位；

(44)添加数据类型标识：将相应的数据类型ID写入新组建数据帧。