CN204536558U - 一种usb3.0接口的多功能导航信息数据采集卡 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，它包括接收天线、低噪声放大器、数据接收模块、FPGA、USB芯片、指示灯和电源模块；所述接收天线将接收到的导航卫星信号经所述低噪声放大器处理后，传输至所述数据接收模块内；所述数据接收模块经串口与所述FPGA进行信息交互，所述FPGA输出端连接所述指示灯，且所述FPGA与所述USB芯片进行信息交互，所述USB芯片经USB3.0接口将数据传输至用户；各个模块均由所述电源模块供电。本实用新型实现了不同导航接收机采用同一底板即可获取卫星导航系统的星历参数和时间信息，可以广泛应用于卫星导航和智能感知测试领域中。

Description

一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡
技术领域
本实用新型涉及一种数据采集卡，特别是关于一种应用于卫星导航和智能感知测试应用领域中的USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡。
背景技术
目前导航卫星接收机和接收模块可以广泛应用于位置服务、定位导航和智能物联网等应用环境。由于生产导航卫星接收机和接收模块的厂家众多，硬件形态各异，导致现在快速获取实际卫星导航系统的星历参数、时间信息需要开发不同的底板去实现，导致了变换不同的导航接收机和接收模块时需要反复重新设计硬件，而且硬件的传输速度在某些情况下无法满足应用需求。而且现有导航接收机或者接收模块的接口连接方式多数基于串口连接，随着现在电脑技术发展，串口的接口越来越少，用户更多的选择USB连接的方式。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，可以实现不同导航接收机采用同一底板即可获取卫星导航系统的星历参数和时间信息，采集速度较快，结构简单。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：它包括接收天线、低噪声放大器、数据接收模块、FPGA、USB芯片、指示灯和电源模块；所述接收天线将接收到的导航卫星信号经所述低噪声放大器处理后，传输至所述数据接收模块内；所述数据接收模块经串口与所述FPGA进行信息交互，所述FPGA输出端连接所述指示灯，且所述FPGA与所述USB芯片进行信息交互，所述USB芯片经USB3.0接口将数据传输至用户；各个模块均由所述电源模块供电。
所述数据接收模块内包括采集板和一个以上的接收板，各所述接收板并列设置在所述采集板上，各所述接收板与所述采集板之间的连接采用弹簧顶针连接器或DIP接插件方式连接。
所述数据接收模块内并列设置有三个所述接收板，分别为司南导航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板，所述K500接收板采用DIP接插件方式连接在所述采集板上，所述LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板都采用弹簧顶针连接器的方式连接在所述采集板上。
所述FPGA的时钟端口连接50MHz晶振。
所述FPGA采用Xilinx的型号为XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
所述USB芯片采用Cypress公司的CYUSB3014芯片。
所述CYUSB3014芯片与所述FPGA的接口采用Slave FIFO Interface模式。
所述电源模块包括电源接口和电压转换芯片，所述电源接口连接5V电源，经所述电压转换芯片转换后输出。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本实用新型由于数据接收模块内设置有多个不同类型的接收板，用户通过USB芯片向FPGA传输控制信号，通过FPGA选取需要的接收板，进而接收相应的导航卫星信号，即本实用新型可以实现不同导航接收机采用同一底板即可获取卫星导航系统的星历参数和时间信息，采集速度较快，结构简单。本实用新型可以广泛应用于卫星导航和智能感知测试领域中。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的USB3014和FPGA的接口示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型提供一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其包括接收天线1、低噪声放大器2、数据接收模块3、FPGA 4、指示灯5、USB芯片6和电源模块7。接收天线1将接收到的导航卫星信号经低噪声放大器2处理后，传输至数据接收模块3内。数据接收模块3经串口与FPGA 4进行信息交互，FPGA 4接收卫星信号并输出星历和位置信息，FPGA 4的秒脉冲输出端口根据用户需要输出1路1PPS信号；FPGA 4的输出端还连接用于显示数据接收模块3状态的指示灯5，且FPGA 4与USB芯片6进行信息交互，USB芯片6经USB3.0接口将数据传输至用户。其中，各个模块均由电源模块7供电。
上述实施例中，数据接收模块3内包括采集板和一个以上的接收板31，各接收板31并列设置在采集板上，各接收板31与采集板之间的连接采用弹簧顶针连接器或DIP接插件方式连接。本实用新型以三种接收板31为例进行说明。在数据接收模块3内并列设置有司南导航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板，K500接收板采用DIP接插件方式连接在采集板上，LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板都采用弹簧顶针连接器的方式连接在采集板上。
上述各实施例中，FPGA 4的时钟端口连接50MHz晶振8，由FPGA 4内部的时钟分配器完成多种处理时钟的转换。
上述各实施例中，FPGA 4采用Xilinx的型号为XC6SLX9-2TQG144I的芯片，该芯片采用3.3V的IO接口连接多个串口，将串口数据根据需要进行传输。FPGA 4与USB芯片6之间采用GPIF接口进行数据传输，且FPGA 4连接多个接收板31的1PPS信号，根据USB芯片6传输至的控制命令对1PPS信号进行切换输出；FPGA 4接收多个接收板31的GPIO信号，并通过指示灯5显示接收板31的状态；FPGA 4还连接一个复位信号，将复位信号的输出与数据接收模块3、USB芯片6连接。
上述各实施例中，USB芯片6采用Cypress公司的CYUSB3014芯片，该芯片具备多种外设扩展接口，包括串口、spi接口和GPIF接口。本实用新型采用19.2MHz的无源晶体产生CYUSB3014芯片的工作时钟，且该CYUSB3014芯片与FPGA 4的接口采用Slave FIFO Interface模式，数据宽度为16bit(如图2所示)。在CYUSB3014芯片内，可重用接口为UART、SPI和I2S同时使用；且CYUSB3014芯片启动模式为：配置设置为0F1，通过SPI启动，使用的SPI存储芯片为M25P40。
上述各实施例中，电源模块7包括电源接口71和电压转换芯片71，电源接口71连接5V电源，经电压转换芯片71转换后输出3.3V、2.5V和1.8V电压，为其余模块供电。
综上所述，本实用新型在使用时，其工作过程如下：
1)上电进行自检，自检后检测安装的数据接收模块3中接收板31的型号和信息；
2)与USB芯片6进行通信，获取用户的配置信息和需要获取的导航星历参数的内容和频率；
3)将配置信息和需要获取的导航星历参数的内容和频率存储到FPGA 4；
4)根据以上的信息向数据接收模块3发送控制信号；
5)数据接收模块3接收导航信号并向FPGA 4传输，然后FPGA 4根据用户需求经USB芯片6上传；
6)FPGA 4根据用户的选择进行1PPS信号的处理，选择输出用户所需的1路1PPS信号。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：它包括接收天线、低噪声放大器、数据接收模块、FPGA、USB芯片、指示灯和电源模块；所述接收天线将接收到的导航卫星信号经所述低噪声放大器处理后，传输至所述数据接收模块内；所述数据接收模块经串口与所述FPGA进行信息交互，所述FPGA输出端连接所述指示灯，且所述FPGA与所述USB芯片进行信息交互，所述USB芯片经USB3.0接口将数据传输至用户；各个模块均由所述电源模块供电。
2.如权利要求1所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述数据接收模块内包括采集板和一个以上的接收板，各所述接收板并列设置在所述采集板上，各所述接收板与所述采集板之间的连接采用弹簧顶针连接器或DIP接插件方式连接。
3.如权利要求2所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述数据接收模块内并列设置有三个所述接收板，分别为司南导航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板，所述K500接收板采用DIP接插件方式连接在所述采集板上，所述LEA-8T接收板和NEO-M8T接收板都采用弹簧顶针连接器的方式连接在所述采集板上。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述FPGA的时钟端口连接50MHz晶振。
5.如权利要求1～3任一项所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述FPGA采用Xilinx的型号为XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
6.如权利要求4所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述FPGA采用Xilinx的型号为XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
7.如权利要求1～3、6任一项所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述USB芯片采用Cypress公司的CYUSB3014芯片。
8.如权利要求7所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述CYUSB3014芯片与所述FPGA的接口采用Slave FIFO Interface模式。
9.如权利要求1～3、6、8任一项所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述电源模块包括电源接口和电压转换芯片，所述电源接口连接5V电源，经所述电压转换芯片转换后输出。
10.如权利要求4所述的一种USB3.0接口的多功能导航信息数据采集卡，其特征在于：所述电源模块包括电源接口和电压转换芯片，所述电源接口连接5V电源，经所述电压转换芯片转换后输出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105843117A (zh) * 2016-03-24 2016-08-10 贵州航天电子科技有限公司 一种信号处理电路组件
CN111189562A (zh) * 2019-12-31 2020-05-22 中国科学院微电子研究所 具有usb输出的高精度差分电容式压力检测装置

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