一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置及方法与流程

本发明涉及数字闭环光纤陀螺领域，尤其是涉及一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置及方法。

背景技术：

1、数字闭环光纤陀螺通常用现场可编程门阵列(fpga)作为处理器，用高速率串口作为数据接口，通过自主发送或者外同步模式对外输出角速率数据。光纤陀螺的测试以及使用过程中，一般会配备专用的角速率采集设备。角速率采集设备的主要功能是对光纤陀螺的高速串口角速率数据进行采集、降频以及发送，同时具有数据同步功能。目前大多数光纤陀螺使用场合，都存在对产品开盖后更新fpga程序的需求，而且在光纤陀螺的生产调试过程中，也需要频繁开盖，极大影响维护和生产效率，增加人工成本。

2、因此为了能够在数字闭环光纤陀螺不开盖情况下在线更新fpga程序的需求，提供一种光纤陀螺fpga程序在线更新的装置及方法，是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在需要开盖更新fpga的缺陷而提供一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置及方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置，包括上位机、角速率采集设备和光纤陀螺，角速率采集设备包括第一通道采集模块、第二通道采集模块、接收模块和角速率传输模块，上位机、第一通道采集模块、接收模块、第二通道采集模块和光纤陀螺连接成为程序更新线路，控制光纤陀螺进入程序更新状态；上位机、第一通道采集模块、角速率传输模块、第二通道采集模块和光纤陀螺连接成为角速率采集线路，控制光纤陀螺进入角速率采集状态。

4、进一步地，光纤陀螺进入数据更新状态时，上位机直连到光纤陀螺；光纤陀螺进入角速率采集状态时，第二通道选择模块与第一通道选择模块之间的数据传输呈现高阻抗，光纤陀螺依次接通角速率传输模块、第二通道选择模块、第一通道选择模块和上位机。

5、进一步地，上位机与角速率采集设备的通信接口为上位机串口，上位机串口的最大波特率至少为921600bps；角速率采集设备与光纤陀螺的通信接口为陀螺串口，陀螺串口的最大波特率至少为20mbps。

6、进一步地，接收模块通过电平信号分别连接第一通道采集模块和第二通道采集模块，电平信号高电平有效。

7、本发明的第二方面。一种基于如上任一的一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置的更新方法，包括以下步骤：

8、s1：系统上电后，系统工作在角速率采集模式，角速率采集设备向光纤陀螺发送同步信号，光纤陀螺在收到同步信号后向角速率采集设备发送角速率信息，角速率采集设备再将角速率信息发送至上位机；

9、s2：通过上位机设置串口属性，并发送对应的通信协议指令；

10、s3：角速率采集设备接收到上位机发送的通信协议指令后，使上位机串口信号直连陀螺的串口，使角速率采集设备进入在线更新模式；

11、s4：通过上位机发送在线更新开始指令帧；光纤陀螺接收到在线更新开始指令帧后，切换为在线更新模式，使系统处于在线更新模式；

12、s5：使用上位机下发指令，光纤陀螺根据指令接收新程序，生成更新信息；

13、s6：光纤陀螺向上位机反馈更新信息，直到更新完成。

14、进一步地，光纤陀螺更新完成后，重新对系统上电，才使光纤陀螺加载新程序，并进入角速率采集模式。

15、进一步地，串口属性包括波特率、校验位、有效数据和停止位。

16、进一步地，软件通信协议包括模式选择协议、在线更新协议和用户协议，模式选择协议的数据组成为多字节数据帧，在线更新协议的数据组成为多个数据帧组成的数据包，用户协议的数据组成为角速率输出协议。

17、进一步地，光纤陀螺切换为在线更新模式时，产生电平信号，电平信号控制发送通道切换模块的选通方式。

18、进一步地，上位机下发的指令包括读取指令、清除指令和下载指令。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、1)本发明的数字闭环光纤陀螺在线更新装置，通过改变上位机、第一通道采集模块、第二通道采集模块、接收模块、角速率传输模块和光纤陀螺的相互连接关系，形成程序更新线路和角速率采集线路，控制光纤陀螺进入不同的工作状态，为实现光纤陀螺的在线程序更新提供设备结构。

21、2)本发明所述在线更新程序的方法，可以在不对光纤陀螺开盖的情况下，通过角速率采集设备，完成对光纤陀螺fpga程序的在线更新，提高了程序调试和产品现场维护的便利性。

22、3)本发明通过复用光纤陀螺原有的角速率输出串口作为程序更新串口，不会引入额外的硬件开销，具有经济性。

技术特征：

1.一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置，其特征在于，包括上位机(1)、角速率采集设备(2)和光纤陀螺(3)，所述角速率采集设备(2)包括第一通道采集模块(21)、第二通道采集模块(22)、接收模块(23)和角速率传输模块(24)，所述上位机(1)、第一通道采集模块(21)、接收模块(23)、第二通道采集模块(22)和光纤陀螺(3)连接成为程序更新线路，控制光纤陀螺(3)进入程序更新状态；所述上位机(1)、第一通道采集模块(21)、角速率传输模块(24)、第二通道采集模块(22)和光纤陀螺(3)连接成为角速率采集线路，控制光纤陀螺(3)进入角速率采集状态。

2.根据权利要求1所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置，其特征在于，所述光纤陀螺(3)进入数据更新状态时，所述上位机(1)直连到光纤陀螺(3)；所述光纤陀螺(3)进入角速率采集状态时，所述第二通道选择模块(22)向第一通道选择模块(21)的数据传输呈现高阻抗，所述光纤陀螺(3)依次接通角速率传输模块(24)、第一通道选择模块(21)和上位机(1)。

3.根据权利要求1所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置，其特征在于，所述上位机(1)与角速率采集设备(2)的通信接口为上位机串口，所述上位机串口的最大波特率至少为921600bps；所述角速率采集设备(2)与光纤陀螺(3)的通信接口为陀螺串口，所述陀螺串口的最大波特率至少为20mbps。

4.根据权利要求1所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置，其特征在于，所述接收模块(23)通过电平信号分别连接第一通道采集模块(21)和第二通道采集模块(22)，所述电平信号高电平有效。

5.一种基于如权利要求1-4任一所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置的更新方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新方法，其特征在于，所述光纤陀螺更新完成后，重新对系统上电，才使光纤陀螺加载新程序，并进入角速率采集模式。

7.根据权利要求5所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新方法，其特征在于，所述串口属性包括波特率、校验位、有效数据和停止位。

8.根据权利要求5所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新方法，其特征在于，所述软件通信协议包括模式选择协议、在线更新协议和用户协议，所述模式选择协议的数据组成为十六进制字节数据帧，所述在线更新协议的数据组成为多个数据帧组成的数据包，所述用户协议的数据组成为角速率输出协议。

9.根据权利要求5所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新方法，其特征在于，所述光纤陀螺切换为在线更新模式时，产生电平信号，所述电平信号控制发送通道切换模块的选通方式。

10.根据权利要求5所述的一种数字闭环光纤陀螺在线更新方法，其特征在于，所述上位机下发的指令包括读取指令、清除指令和下载指令。

技术总结
本发明涉及一种数字闭环光纤陀螺在线更新装置及方法，包括上位机、角速率采集设备和光纤陀螺，角速率采集设备包括第一通道采集模块、第二通道采集模块、接收模块和角速率传输模块，上位机、第一通道采集模块、接收模块、第二通道采集模块和光纤陀螺连接成为程序更新线路，控制光纤陀螺进入程序更新状态；上位机、第一通道采集模块、角速率传输模块、第二通道采集模块和光纤陀螺连接成为角速率采集线路，控制光纤陀螺进入角速率采集状态。与现有技术相比，本发明提供了用于光纤陀螺在线更新的装置，能够完成对光纤陀螺程序的在线更新，提高了光纤陀螺程序调试和现场维护的便利性。

技术研发人员：杨荣金,王永,戈红丽,韩军海
受保护的技术使用者：上海傲世控制科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17