[发明专利]一种激光陀螺仪数据的硬件加速电路

说明书

本发明涉及一种激光陀螺仪数据的硬件加速电路。该硬件加速电路包括主机状态机模块，用于控制激光陀螺仪采集的激光点云数据和参考栅格数据的匹配运算过程，并实现在不同的状态之间进行切换；主机接口模块基于主机接口控制状态机完成总线上的数据命令收发；从机接口模块包括配置子模块和中断子模块，CPU通过配置子模块预先配置该硬件加速电路外围的接口存储模块中的基地址和数据信息，中断子模块通知CPU从所述接口存储模块提取运算结果，然后进行软件处理得出激光陀螺仪感测到的位置信息。激光点云数据的读取，处理以及写出都不用CPU的参与，也不需要CPU进行查询等待，节省CPU带宽，适用于大量复杂高速的数据传输。

技术领域

本发明涉及数字电路领域，具体涉及一种激光陀螺仪数据的硬件加速电路。

背景技术

扫地机在采用激光陀螺仪进行地图构建和定位时，由于激光陀螺仪是360度旋转的，扫地机也是在不断运动的，所以激光陀螺仪每旋转一圈就得到一批激光点的云数据，然后采取软件算法完成激光点云数据与栅格地图之间的匹配，从而得到扫地机的当前位置信息。其中所述软件算法的基本流程是：CPU读取激光点的云数据，然后将云数据与栅格地图进行一一匹配，得到有效的匹配结果，然后将结果写入到存储介质，软件通过对匹配结果进行处理，从而得到当前扫地机的位置信息。

现有的 SOC中的CPU在访问存储器时的基本流程为：CPU发出访问指令，经过AHB总线，查找到存储器所在的空间，对存储器进行访问。访问成功则存储器会对AHB总线发出成功响应的信号，同时送出其他CPU希望得到的数据，AHB总线将这些信号传导回CPU完成一次指令的操作。由于CPU的工作频率往往高于存储器的频率 ,以至于CPU每发出一条指令对存储器进行操作时都要等待好几个时钟周期才能获得存储器的响应，大大降低了CPU的运行效率。所以上述对激光云数据反复读写、比对的过程中通过CPU干预完成数据处理和传输是非常消耗软件资源的，并抢占了其他模块的CPU工作时间，影响其他模块的工作速度，尤其在大量的数据通信的时候会大大增加CPU的工作负担，严重影响整体芯片的性能。

发明内容

在扫地机利用激光陀螺仪进行地图组建和定位时，为了克服已有的硬件电路占用大量CPU资源的不足，适应大量复杂数据的传输，本发明提供一种激光陀螺仪数据的硬件加速电路实现激光点云数据的运算，本发明的技术方案如下：

一种激光陀螺仪数据的硬件加速电路，它包括主机接口模块，用于基于接口总线读写硬件加速电路外围的接口存储模块中的数据，该硬件加速电路包括：

主机状态机模块，用于实现对接口存储模块中数据的读写，控制输入的所述激光陀螺仪数据的运算过程，并在不同的读写模式切换到相应的状态，其中主机状态机模块中包括五个状态机，即主状态机、突发读模式状态机、单次读模式状态机、单次写模式状态机和主机接口控制状态机，所述读写模式包括突发读模式、单次读模式和单次写模式；所述激光陀螺仪数据是所述激光陀螺仪采集的激光点云数据，激光点云数据是二维坐标数据，包括X轴和Y轴方向上的数据。

进一步地，所述硬件加速电路还包括，从机接口模块，用于接受所述主机状态机模块的工作状态信息和CPU的配置信息，并发出中断通知CPU去处理所述硬件加速电路的运算结果，其中从机接口模块包括配置子模块和中断子模块。

进一步地，所述主状态机包括初始状态、突发读模式状态机工作状态、单次读模式状态机工作状态、单次读等待状态、单次写模式状态机工作状态、单次写等待状态和结束状态；

所述主状态机用于突发读模式状态机工作状态下从所述接口存储模块获取所述激光点云数据；

所述主状态机用于单次读模式状态机工作状态下从所述接口存储模块获取参考栅格数据；

所述主状态机用于控制状态转换过程中所述激光点云数据的判断和所述参考栅格数据的运算；

所述主状态机用于单次写模式状态机工作状态下将上述获取的数据的运算结果写入所述接口存储模块中；