[发明专利]可编程飞行器控制引擎IP核

摘要

本发明公开了一种可编程飞行器控制引擎IP核，所述IP核包括第一片上外设；第一DMA通道；根据飞行器三轴加速度、飞行器三轴角速度、GPS数据、测距数据、飞行器控制数据、第一PID参数和第二PID参数生成飞行器各电机控制信号，并经由第二DMA通道和第二片上外设传输至飞行器的统一处理引擎堆；第二DMA通道；第二片上外设；本发明采用超级流水线和超长指令集架构的硬件体系架构，通过硬件方式对飞行器进行姿态和航向控制，专用的优化硬件使得控制延迟大大降低。

主权项

一种可编程飞行器控制引擎IP核，其特征在于，所述IP核包括：第一片上外设；所述第一片上外设接收飞行器三轴加速度、飞行器三轴角速度、GPS数据、测距数据、飞行器控制数据、第一PID参数和第二PID参数；所述飞行器控制数据至少包括姿态控制数据和航向控制数据；连接第一片上外设和统一处理引擎堆，用于将飞行器三轴加速度、飞行器三轴角速度、GPS数据、测距数据、飞行器控制数据、第一PID参数和第二PID参数传输至统一处理引擎堆的第一DMA通道；根据飞行器三轴加速度、飞行器三轴角速度、GPS数据、测距数据、飞行器控制数据、第一PID参数和第二PID参数生成飞行器各电机控制信号，并经由第二DMA通道和第二片上外设传输至飞行器的统一处理引擎堆；第二DMA通道；第二片上外设；所述统一处理引擎堆包括：根据飞行器三轴加速度和飞行器三轴角速度数据进行姿态融合计算确定飞行器当前姿态角的第一计算单元；根据GPS数据和测距数据确定飞行器当前所处经纬度和高度的第二计算单元；将飞行器控制数据、第一PID参数和第二PID参数传输给第四计算单元的第三计算单元；连接第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元，根据航向控制数据、第二计算单元确定的飞行器当前所处经纬度和高度、以及第一PID参数进行PID运算得出飞行器姿态角，并结合第一计算单元确定的飞行器当前姿态角、以及第二PID参数进行PID运算输出飞行器的垂直速度控制量、翻滚输入控制量、俯仰控制量和偏航控制量的第四计算单元；连接第四计算单元，根据第四计算单元输出的飞行器的垂直速度控制量、翻滚输入控制量、俯仰控制量和偏航控制量，结合飞行器控制数据和飞行器模型生成飞行器各电机控制信号的第五计算单元；所述统一处理引擎堆还包括：用于暂存第一片上外设经由第一DMA通道传输过来的数据的输入寄存器；用于暂存统一处理引擎堆将通过第二DMA通道输出的数据的输出寄存器；用于暂存第一PID参数和第二PID参数的控制寄存器；用于暂存各计算单元之间交互数据的共享数据存储器；所述输入寄存器、输出寄存器与各计算单元之间通过快速互联总线连接；第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元、第四计算单元和第五计算单元均具有数据存取部件；所述控制寄存器和共享数据存储器与各计算单元的数据存取部件直接连接。