一种基于SPI通讯的稳定数据传输系统的制作方法

一种基于spi通讯的稳定数据传输系统
技术领域
1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于spi通讯的稳定数据传输系统。


背景技术：

2.自动驾驶域控制器是实现汽车自动或者辅助驾驶功能的车载控制器(以下简称域控制器)，域控制器上搭载有一个计算单元(cpu)，用来处理接收到的感知结果，另外还有一个视觉处理单元(soc)，用来视觉感知车辆周围环境，还有一个车辆控制单元(mcu),soc需要接收车辆底盘的横向加速度，纵向加速度，车辆横摆角和方向盘转角等信号，这些信号由车辆底盘通过can协议发出，mcu接收到这些信号后通过spi发送给soc，由于底盘数据信号周期短，数据量大，从而会出现传输给视觉处理单元的信号存在不稳定的问题。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种基于spi通讯的稳定数据传输系统，其具有能够实现大数据量，高可靠性的数据传输的优点。
4.为达到上述目的，本发明的基本方案如下：一种基于spi通讯的稳定数据传输系统，包括主机端、从机端以及spi信号线，所述主机端与从机端通过spi信号线相互连接，所述从机端包括至少一个从设备，所述从机端配置有数据端口，所述数据端口为双向数据端口，所述双向数据端口支持数据的接收及发送；
5.所述spi信号线包括一条片选线和三条总线，所述片选线为片选信号线nss，所述主机端通过片选信号线nss选择从机端中的从设备；所述三条总线分别为时钟信号线sck、主机数据输出信号线mosi、从机数据输出信号线miso，所述时钟信号线sck用于同步通讯数据；所述主机数据输出信号线mosi用于传输主机端到从机端的数据；所述从机数据输出信号线miso用于传输从机端到主机端的数据；
6.还包括三根用于同步数据的gpio线，三根gpio线分别为ind线,rdy线以及ack线，所述主机端通过ind线向所述从机端输出发送数据通知信号，所述从机端收到来自主机端的通知信号后，通过rdy线发出做好接收数据准备的反馈信号；所述主机端接收到反馈信号后，开始发送数据，当从机端完整地接收到主机端发出的数据后，所述从机端通过ack线向主机端发出的应答信号。
7.进一步地，所述主机端与从机端之间设有握手线，所述主机端与从机端通过握手线同步通信，所述主机端通过ind线向所述从机端输出发送数据通知信号前预设有握手步骤，所述握手步骤包括以下步骤：
8.握手步骤一：从机端向主机端发送sync消息；
9.握手步骤二：主机端接收到sync信号后将sync信号和ack信号发出；
10.握手步骤三：从机端接收到主机端发出的sync信号和ack信号后发出自己的ack信号。
11.进一步地，
12.所述主机端通过主机数据输出信号线mosi向从机端发送数据，并配置有主机端数据传输策略，所述主机端数据传输策略配置有主机端数据传输步骤，所述主机端数据传输步骤包括以下步骤：
13.传输步骤一：主机端发出ind信号通知从机端；
14.传输步骤二：从机端接收到主机端发出的ind信号后，从机端做好接收数据准备并向主机端发出rdy信号；
15.传输步骤三：主机端接收到从机端发出的rdy信号后，开始发送数据，直到数据发送完成；
16.传输步骤四：从机端接收完主机端发出的数据后，从机端给主机端回复一个ack应答信号。
17.进一步地，所述从机端通过从机数据输出信号线miso向主机端发送数据，并配置有从机端数据传输策略，所述从机端数据传输策略配置有从机端数据传输步骤，所述从机端数据传输步骤包括以下步骤：
18.步骤一：从机端发出rdy信号，通知主机端接收数据；
19.步骤二：主机端接收到rdy信号后主动的拉低电平，发出时钟信号；
20.步骤三：主机端接收从机端发出的数据。
21.进一步地，每个从设备独立拥有一个片选信号线nss，并占据主机的一个引脚；各个从设备的其他总线并联到主机端的，当从设备上的nss引脚电平被拉低时，表明该从设备被主机选中。
22.进一步地，还包括主机唤醒从机信号线ap_sleep以及从机休眠状态信号线bp_sleep，所述主机端用于通过从机休眠状态信号线bp_sleep检测从机端的从设备的休眠状态，依据检测结果通过主机唤醒从机信号线ap_sleep唤醒从设备。
23.进一步地，还包括从机异常状态信号线bp_err；所述主机端用于通过从机异常状态信号线bp_err接收到所述从设备的工作状态，当主机端接收到所述从设备的工作异常信号后，结束主机端与从设备之间的数据通信。
24.进一步地，还包括主机控制从机复位信号线ap_reset，当所述主机端接收到所述从设备经所述从机异常状态信号线bp_err输出的工作异常信号后，主机端通过所述主机控制从机复位信号线ap_reset复位所述从设备。
25.进一步地，所述主机端为设置在车辆底盘的车辆控制单元mcu，所述车辆控制单元mcu用于处理车辆底盘数据。
26.进一步地，所述车辆控制单元mcu向视觉处理单元soc上报车辆底盘数据的时间周期为20ms。
27.与现有技术相比本方案的有益效果是：
28.本发明提供的一种基于spi通讯的稳定数据传输系统，在mcu和soc之间使用spi标准通讯线外加3根gpio线用作同步，整个的通讯流程是mcu按照周期20ms向soc上报车辆底盘数据，接收和发送的过程中使用ind,rdy,ack三根gpio信号线做数据同步，在主机接收从机的感知数据是从机主动发出rdy信号通知主机，然后开始发出感知数据，从而确保了数据接收的准确性，具有高可靠性的数据传输的优点。
附图说明
29.图1为本发明实施例的系统架构示意图；
30.图2为本发明实施例的握手步骤的流程示意图；
31.图3为本发明实施例的数据传输步骤的流程示意图。
具体实施方式
32.下面结合说明书附图，并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
33.实施例：
34.一种基于spi通讯的稳定数据传输系统，如图1所示，包括主机端、从机端以及spi信号线，所述主机端为设置在车辆底盘的车辆控制单元mcu，所述车辆控制单元mcu用于处理车辆底盘数据，所述车辆控制单元mcu向视觉处理单元soc上报车辆底盘数据的时间周期为20ms。所述主机端与从机端通过spi信号线相互连接，所述从机端包括至少一个从设备，所述从机端配置有数据端口，所述数据端口为双向数据端口，所述双向数据端口支持数据的接收及发送。
35.所述主机端与从机端之间设有握手线、spi信号线、三根用于同步数据的gpio线、主机唤醒从机信号线ap_sleep、从机休眠状态信号线bp_sleep、从机异常状态信号线bp_err以及主机控制从机复位信号线ap_reset；
36.所述spi信号线包括一条片选线和三条总线，所述片选线为片选信号线nss，所述主机端通过片选信号线nss选择从机端中的从设备，每个从设备独立拥有一个片选信号线nss，并占据主机的一个引脚；各个从设备的其他总线并联到主机端的，当从设备上的nss引脚电平被拉低时，表明该从设备被主机选中。
37.所述三条总线分别为时钟信号线sck、主机数据输出信号线mosi、从机数据输出信号线miso，所述时钟信号线sck用于同步通讯数据；所述主机数据输出信号线mosi用于传输主机端到从机端的数据；所述从机数据输出信号线miso用于传输从机端到主机端的数据；
38.三根gpio线分别为ind线,rdy线以及ack线，所述主机端通过ind线向所述从机端输出发送数据通知信号，所述从机端收到来自主机端的通知信号后，通过rdy线发出做好接收数据准备的反馈信号；所述主机端接收到反馈信号后，开始发送数据，当从机端完整地接收到主机端发出的数据后，所述从机端通过ack线向主机端发出的应答信号。
39.所述主机端用于通过从机休眠状态信号线bp_sleep检测从机端的从设备的休眠状态，依据检测结果通过主机唤醒从机信号线ap_sleep唤醒从设备；所述主机端用于通过从机异常状态信号线bp_err接收到所述从设备的工作状态，当主机端接收到所述从设备的工作异常信号后，结束主机端与从设备之间的数据通信；当所述主机端接收到所述从设备经所述从机异常状态信号线bp_err输出的工作异常信号后，主机端通过所述主机控制从机复位信号线ap_reset复位所述从设备。
40.如图2所示，所述主机端与从机端通过握手线同步通信，所述主机端通过ind线向所述从机端输出发送数据通知信号前预设有握手步骤，所述握手步骤包括以下步骤：
41.握手步骤一：从机端向主机端发送sync消息；
42.握手步骤二：主机端接收到sync信号后将sync信号和ack信号发出；
43.握手步骤三：从机端接收到主机端发出的sync信号和ack信号后发出自己的ack信
号。
44.如图3所示，所述主机端通过主机数据输出信号线mosi向从机端发送数据，并配置有主机端数据传输策略，所述主机端数据传输策略配置有主机端数据传输步骤，所述主机端数据传输步骤包括以下步骤：
45.传输步骤一：主机端发出ind信号通知从机端；
46.传输步骤二：从机端接收到主机端发出的ind信号后，从机端做好接收数据准备并向主机端发出rdy信号；
47.传输步骤三：主机端接收到从机端发出的rdy信号后，开始发送数据，直到数据发送完成；
48.传输步骤四：从机端接收完主机端发出的数据后，从机端给主机端回复一个ack应答信号。
49.如图3所示，所述从机端通过从机数据输出信号线miso向主机端发送数据，并配置有从机端数据传输策略，所述从机端数据传输策略配置有从机端数据传输步骤，所述从机端数据传输步骤包括以下步骤：
50.步骤一：从机端发出rdy信号，通知主机端接收数据；
51.步骤二：主机端接收到rdy信号后主动的拉低电平，发出时钟信号；
52.步骤三：主机端接收从机端发出的数据。
53.本方案具体实施方式如下：
54.在数据进行传输之前，主机端用于通过从机休眠状态信号线bp_sleep检测从机端的从设备的休眠状态，依据检测结果通过主机唤醒从机信号线ap_sleep唤醒从设备；然后，主机端与从机端先进行握手，从机端向主机端发送sync消息；主机端接收到sync信号后将sync信号和ack信号发出；从机端接收到主机端发出的sync信号和ack信号后发出自己的ack信号。
55.握手成功后，主机端与从机端之间进行数据传输，主机端发出ind信号通知从机端；从机端接收到主机端发出的ind信号后，从机端做好接收数据准备并向主机端发出rdy信号，通知主机端接收数据；主机端接收到从机端发出的rdy信号后，主动的拉低电平并发出时钟信号；同时开始发送数据，直到数据发送完成；从机端接收完主机端发出的数据后，从机端给主机端回复一个ack应答信号，主机端接收从机端发出的应答信号，完成整个传输流程。
56.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。