[发明专利]基于FPGA的数据采集卡、数据采集系统及数据采集方法

说明书

本发明提供一种基于FPGA的数据采集卡、数据采集系统及数据采集方法，其中，所述基于FPGA的数据采集卡包括：在FPGA上基于软核构建的多个总线控制模块和多个传感器采集模块，其中，所述多个总线控制模块用于分别采集多个总线设备上的总线数据，所述多个传感器采集模块用于分别采集多个传感器上的传感器数据；在FPGA上的控制器，所述控制器用于将采集到的所述总线数据和所述传感器数据发送给连接至所述数据采集卡的处理设备。基于本发明的方案，实现了针对E2E的用于数据采集的一体化硬件方案，能够在保证系统稳定性的前提下，提高系统的可扩展性。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的数据采集卡、数据采集系统及数据采集方法。

背景技术

现有技术中，当数据采集系统中具有多个总线设备、多个传感器时，为了采集该多个总线设备及多个传感器上的数据，需要采用多个总线数据采集卡及多个传感器数据采集卡。例如，现有的自动驾驶方案中，对于多个毫米波雷达、多个摄像头的情形，需要采用多个CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)采集卡及多个视频采集卡，其中，一个CAN采集卡用于采集一个CAN设备上的总线数据，一个视频采集卡用于采集一个摄像头上的视频数据。上述现有技术的方案中，总线设备和传感器的数量越多，需要投入的硬件成本越高，例如，在一般的嵌入式系统中，通常不需要大量CAN总线信号，而增加CAN采集卡需要投入很大的硬件成本，且扩展性并不高；并且，现有的数据采集系统的灵活性极低，例如，当传感器数量需要增加或减少时，需要人工增加或减少传感器采集卡的数量。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于FPGA(Field-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)的数据采集卡、数据采集系统及数据采集方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于FPGA的数据采集卡，其中，所述数据采集卡包括：

在FPGA上基于软核构建的多个总线控制模块和多个传感器采集模块，其中，所述多个总线控制模块用于分别采集多个总线设备上的总线数据，所述多个传感器采集模块用于分别采集多个传感器上的传感器数据；

在FPGA上的控制器，所述控制器用于将采集到的所述总线数据和所述传感器数据发送给连接至所述数据采集卡的处理设备。

优选地，所述数据采集卡与GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收机相连接，所述数据采集卡还包括：GPS处理模块，用于接收来自所述GPS接收机的GPS数据信息和PPS(Pulse Per Second)秒脉冲信号，根据所述GPS数据信息和所述PPS秒脉冲信号，获得GPS位置信息和纳秒级GPS时间信息，并将所述GPS位置信息和所述纳秒级GPS时间信息提供给所述多个总线控制模块和所述多个传感器采集模块；其中，所述多个总线控制模块将所述总线数据与所述GPS位置信息、所述纳秒级GPS时间信息进行融合，并将融合后的数据提供给所述控制器；所述多个传感器采集模块将所述传感器数据与所述GPS位置信息、所述纳秒级GPS时间信息进行融合，并将融合后的数据提供给所述控制器。

根据本发明的另一方面，提供一种基于FPGA的数据采集系统，所述数据采集系统包括本发明所述的基于FPGA的数据采集卡，以及与所述数据采集卡相连接的处理设备、多个总线设备、多个传感器。

优选地，所述基于FPGA的数据采集卡包括GPS处理模块，所述数据采集系统还包括与所述数据采集卡相连接的GPS接收机。

根据本发明的再一方面，提供一种基于FPGA的数据采集方法，其中，该方法包括：

在FPGA上基于软核构建多个总线控制模块以及多个传感器采集模块；

所述多个总线控制模块分别采集多个总线设备上的总线数据，并将采集到的总线数据通过在FPGA上的控制器发送给处理设备；