【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路技术与导航控制，具体涉及一种基于risc-v架构的组合导航计算系统。
技术介绍
1、如今，无人驾驶技术越来越受到人们的重视，人们对无人驾驶系统的导航精度和速度也有了越来越高的要求，在实际的导航应用中，单一使用北斗卫星导航系统bds导航，会导致一些关键问题出现，包括卫星信号会在部分情况下暂时丢失、信号容易收到干扰和欺骗；因此，人们探索了北斗卫星导航系统bds与惯性导航系统ins协同导航的方式，并充分论证了其可行性，同时组合导航的方式能提高系统的容错率和可靠性；然而，这种组合导航方式的功耗和时延比较高，在实际应用中仍存在一定局限性。
2、同时，基于精简指令集原则的开源指令集架构risc-v吸引了一大批开源工作者，诸多前言科技公司也纷纷在risc-v上大幅投入，risc-v指令集发展越来越好，通过消除不必要的指令，具有较少数量晶体管的risc-v处理器消耗的功率通常很低，因此选择risc-v处理器作为主处理器来对协处理器进行部署可以降低系统整体的功耗。
3、如果基于组合导航进行系统设计，需要在cpu和支持该种导航方式的专用芯片建立通路来进行工作，通信的效率大大降低。
4、综上所述，目前结合北斗卫星导航系统bds与惯性导航系统ins协同导航的计算系统存在通讯效率低、功耗高、协同速度难以保证的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种导航精度提高、通信效率提升、功耗降低、协同速度稳定的基于risc-v架构的组合导航计算系统
2、本专利技术提供的这种基于risc-v架构的组合导航计算系统，包括：risc-v架构处理器、bds/ins组合导航计算协处理器；risc-v处理器用于执行通用计算和指令，进行软件编程，实现灵活的功能变化，并能够通过自定义拓展汇编指令控制bds/ins组合导航计算协处理器；bds/ins组合导航计算协处理器用于接收来自risc-v处理器的自定义指令，并根据指令译码确定指令功能，从而调整组合导航计算单元处理信息的方式，得到组合导航信息，同时通过校验单元进行合理性检验，最后返回给risc-v处理器，等待用户进行调用；
3、所述的bds/ins组合导航计算协处理器包括指令单元、bds/ins组合导航计算单元；
4、bds/ins组合导航计算单元包括解算模块、存储模块、控制模块、校验模块、信息融合模块；每个结构模块都基于流水线结构进行设计，每个结构模块负责不同种类的计算，在每个计算阶段与存储模块进行数据的交互、受到控制模块的控制、经由校验模块对每一个阶段得到的计算结果进行校验；
5、控制模块对信息融合模块、bds解算模块、ins解算模块中的每个流程进行时序控制，在校验模块识别出错误或risc-v处理器对bds/ins组合导航计算协处理器发出中断指令及时暂停整个计算系统并返回状态；
6、校验模块对bds/ins组合导航计算模块中的每一个计算阶段得出的结果进行校验，并将校验结果传递给控制模块，由控制模块决定是否继续进行计算。如校验无误，则将计算结果传递给存储模块进行存储；如校验有误，则返回错误码；
7、存储模块用于存储各个阶段得到的计算结果，同时在每个阶段计算结束后，结合存储模块存储的上一条导航信息进行对比和评估，当结果合理存储对应阶段的计算结果，同时释放存储的上一条导航信息；
8、解算模块包括bds解算模块和ins解算模块，bds解算模块通过北斗卫星导航系统获取信息，针对获取的信息进行降噪、解算处理，得到bds的初始信息；ins解算模块通过惯性导航系统输入基于risc-v架构的组合导航计算系统获取信息，针对获取的信息进行降噪、解算处理，得到ins的初始信息；经过校验模块校验无误后，将结果发送给信息融合模块；同时，信息融合模块会通过最终的计算结果对解算模块进行校正；
9、信息融合模块通过解算模块提供的导航信息进行融合计算，当信息融合模块得到最终结果后，将信息返回给解算模块，使得结算模块能够进行动态校正；同时，用户能够根据实际情况调整信息融合模块，使得信息融合模块更加适应导航情景；
10、指令单元包括指令接收单元、指令解析单元、状态返回单元、结果返回单元；
11、指令接收单元接收来自risc-v处理器的指令并传递给指令解析单元；
12、指令解析单元接收指令单元的指令，并进行解析处理，将接收的指令转化为各个单元模块的使能信号，将指令信息发给相应的单元；
13、状态返回单元将bds/ins组合导航计算单元中控制模块返回的状态码返回给risc-v处理器，使得risc-v处理器能够得到bds/ins组合导航计算单元的工作状态；
14、结果返回单元在bds/ins组合导航计算单元中控制模块所返回的状态码均表示正常的状态下，获取bds/ins组合导航计算单元的计算结果，并在risc-v处理器访问相关结果时，查找对应结果并返回给risc-v处理器；
15、所述的risc-v处理器的自定义指令，具体包括：
16、(1)全局复位指令：reet，用于对整个计算系统进行复位处理，包括复位指令单元和bds/ins组合导航计算单元；操作数保留描述包括：
17、rd：保留；r1：保留；r2：保留；
18、(2)计算指令：acty，用于发送指令，使得bds/ins组合导航计算单元开始对数据进行读取和计算，包括设定输入数据和数据对应的导航模块；操作数保留描述包括：
19、rd：保留；r1：输入导航数据的起始地址；r2：输入目标导航模块；
20、(3)调节指令：chin，用于对降噪模式进行设置处理，针对来自bds和ins的导航信息进行不同的降噪处理；操作数保留描述包括：
21、rd：保留；r1：输入降噪模式独热码；r2：输入目标导航模块；
22、(4)结果返回指令：rern，用于返回结果，包括返回特定编号的bds/ins组合导航计算结果；操作数保留描述包括：
23、rd：保留；r1：保留；r2：保留；
24、(5)局部复位指令：pret，用于对bds/ins组合导航计算系统的特定导航模块进行复位处理；操作数保留描述包括：
25、rd：保留；r1：输入目标导航模块；r2：保留；
26、所述的基于risc-v架构的组合导航计算系统的工作流程，具体包括：
27、s1.risc-v处理器执行bds/ins组合导航运算；
28、s2.发送初始化指令；
29、s3.发送计算指令；
30、s4.发送结果返回指令；
31、s5.risc-v处理器执行bds/ins组合导航运算完成；
32、步骤s1所述的risc-v处理器执行bds/ins组合导航运算，具体包括：
33、risc-v处理器需要执行bds/ins组合导航计算工作，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，包括：RISC-V架构处理器、BDS/INS组合导航计算协处理器；RISC-V处理器用于执行通用计算和指令，进行软件编程，实现灵活的功能变化，并能够通过自定义拓展汇编指令控制BDS/INS组合导航计算协处理器；BDS/INS组合导航计算协处理器用于接收来自RISC-V处理器的自定义指令，并根据指令译码确定指令功能，从而调整组合导航计算单元处理信息的方式，得到组合导航信息，同时通过校验单元进行合理性检验，最后返回给RISC-V处理器，等待用户进行调用。
2.根据权利要求1所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的BDS/INS组合导航计算协处理器包括指令单元、BDS/INS组合导航计算单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的BDS/INS组合导航计算协处理器包括指令单元、BDS/INS组合导航计算单元，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的指令单元包括指令接收单元、指
5.根据权利要求4所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的RISC-V处理器的自定义指令，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于基于RISC-V架构的组合导航计算系统的工作流程，具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于步骤S1所述的RISC-V处理器执行BDS/INS组合导航运算，具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于步骤S2所述的发送初始化指令，具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于步骤S3所述的发送计算指令，具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于RISC-V架构的组合导航计算系统，其特征在于步骤S4所述的发送结果返回指令，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于risc-v架构的组合导航计算系统，包括：risc-v架构处理器、bds/ins组合导航计算协处理器；risc-v处理器用于执行通用计算和指令，进行软件编程，实现灵活的功能变化，并能够通过自定义拓展汇编指令控制bds/ins组合导航计算协处理器；bds/ins组合导航计算协处理器用于接收来自risc-v处理器的自定义指令，并根据指令译码确定指令功能，从而调整组合导航计算单元处理信息的方式，得到组合导航信息，同时通过校验单元进行合理性检验，最后返回给risc-v处理器，等待用户进行调用。
2.根据权利要求1所述的一种基于risc-v架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的bds/ins组合导航计算协处理器包括指令单元、bds/ins组合导航计算单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于risc-v架构的组合导航计算系统，其特征在于所述的bds/ins组合导航计算协处理器包括指令单元、bds/ins组合导航计算单元，具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于risc-v架构的组合导航计算系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩宁，朱正淳，赵名扬，韩耀辉，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：
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