[發明專利]實時通信方法和系統

有效

• 申請號: 202010529980.X
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111679923B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 張超
• 申請（專利權）人: 北京經緯恒潤科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06F13/30;G06F13/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 林哲生

本發明實施例提供實時通信方法和系統。該系統包括MCU、定位模塊和IMU；MCU運行的操作系統為非實時操作系統；非實時操作系統包括內核空間和用戶空間；內核空間中部署有內核驅動kenel；該方法包括：上電后，kenel啟動定時器(用于每隔預設周期觸發進入中斷)；每次進入中斷后，kenel調用回調函數以記錄時間戳和觸發內核空間的實時讀取線程；退出中斷后，實時讀取線程進行如下操作：讀取外設設備的定位相關數據；其中，外設設備至少包括慣性測試單元；存儲并通知定位進程讀取標記時間戳后的定位相關數據。實時讀取線程比定位進程優先級更高，且沒有由用戶空間切換到內核空間的過程，從而可以更穩定的周期讀取IMU數據。

技術領域

本發明涉及汽車電子技術領域，特別涉及實時通信方法和系統。

背景技術

當前T-box已開始支持給車輛提供高精度定位，需要使用加速度、角速度(可統稱為慣性測試數據)、定位信息數據等進行綜合運算得到車輛的高精度位置，以實現高精度定位。

定位信息數據一般由定位模塊(例如GPS模塊、北斗模塊)一秒產生一次。慣性測試數據(可稱為IMU數據)由慣性測試單元產生。

目前，請參見圖1，T-box(Telematics?BOX，遠程信息處理器)一般包括兩個MCU(Microcontroller?Unit，微控制單元)，其中一個MCU為主MCU運行非實時操作系統(例如Linux操作系統)，另一個MCU為從MCU，運行實時操作系統。其中，主MCU上運行用戶空間的定位進程(進行高精度定位的應用進程)，從MCU上則不可運行該進程，從MCU主要用于接收、處理CAN報文。

由于高精度定位需要使用定位模塊產生的原始數據(rawdata)，而定位模塊一次產生的定位信息數據的數據量可以超過1Kbytes/s，因此，當前主流將定位模塊掛載在主MCU上，主MCU與定位模塊之間采用串口通信方式通訊。至于IMU，則通過集成電路(I2C)總線與主MCU連接。

高精度定位要求使用時間間隔為20ms的IMU數據，以實時修正車輛的當前位置。這就意味著在實際應用場景下，需要短周期實時從IMU處讀取IMU數據，一般讀取周期要求為10ms或20ms。或者說，本次讀取IMU數據的時刻與上一次讀取IMU數據的時刻的時間間隔應小于20ms。

發明人發現：盡管Linux系統最小的定時間隔是10ms，但由于其是非實時操作系統，目前無法保證每隔10ms或20ms讀取一次IMU數據。這是因為主MCU上的用戶空間的定位進程采用app直接讀取數據的方案來讀取數據，該方案涉及兩個階段，分別包括：

一，主MCU讀取IMU數據階段：

定位進程向主MCU發起讀請求，主MCU的Linux系統由用戶空間切換到內核空間，然后內核驅動(kenel)從外設(也即IMU單元)讀取IMU數據至存儲空間。

二，定位進程從存儲空間讀取IMU數據：應用層讀取IMU數據也要經過內核層。

在第一階段中，根據調度機制，在用戶空間和內核空間來回切換時可能會被其他線程或進程搶走MCU，導致從外設讀取IMU數據的延時不可控，讀取IMU數據的周期也隨之不可控。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供實時通信方法和系統，以實現以相對穩定的周期讀取IMU數據。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種實時通信方法，基于實時通信系統，包括微控制單元MCU、定位模塊和慣性測試單元IMU；所述MCU運行的操作系統為非實時操作系統；所述非實時操作系統包括內核空間和用戶空間；內核空間中部署有內核驅動kenel；

所述方法包括：

上電后，所述內核空間中的內核驅動kenel啟動定時器；所述定時器用于每隔預設周期觸發進入中斷；