CN218848592U - 一种数据采集板以及数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及数据采集技术领域，特别涉及一种数据采集板以及数据采集系统。本实用新型中，数据采集板包括：第一连接器，现场可编程逻辑门阵列FPGA，支持至少两种数据格式转换的集成电路模块和至少一个通用串行总线USB接口；所述FPGA的第一端与所述第一连接器的第一端连接；所述FPGA的第二端与所述集成电路模块的第一端连接，所述集成电路模块的第二端与所述至少一个USB接口的第一端分别连接。使得能够支持多种格式的数据采集，并进一步支持对数据格式的验证，提高了数据采集板的可靠性。

Description

一种数据采集板以及数据采集系统

技术领域

本实用新型实施例涉及数据采集技术领域，特别涉及一种数据采集板以及数据采集系统。

背景技术

数据采集板是从传感器或其他待测设备获取数字或模拟信号并将其发送到上位机中进行处理的器件。随着雷达技术的发展，雷达技术在各种场景的应用越来越广泛，用于采集雷达数据的数据采集板也得到了越来越广泛的应用。数据采集板通常会在基于其上设置的现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)以及预先设置的程序对采集的数据进行处理，以输出到上位机中。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种数据采集板以及数据采集系统，使得能够支持多种格式的数据采集，并进一步支持对数据格式的验证，提高了数据采集板的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种数据采集板，包括：第一连接器，现场可编程逻辑门阵列FPGA，支持至少两种数据格式转换的集成电路模块和至少一个通用串行总线USB接口；所述FPGA的第一端与所述第一连接器的第一端连接；所述FPGA的第二端与所述集成电路模块的第一端连接，所述集成电路模块的第二端与所述至少一个USB接口的第一端分别连接。

本实用新型的实施方式还提供了一种数据采集系统，包括：如上所述的数据采集板、与所述数据采集板的第一连接器连接的天线板，以及，与所述数据采集板的至少一个USB接口连接的上位机。

本实用新型实施例提供的数据采集板，由于具有支持至少两种数据格式转换的集成电路模块，从而获取的数据在通过至少一个USB接口传输到外部之前，能够经由集成电路模块转换为不同的数据格式，即能够对外提供至少两种数据格式的数据，实现了数据采集板对多种格式的支持。进一步地，由于数据采集板能够支持多种格式的数据采集，因此，数据采集板还可以将同一数据转换为不同的格式，这样，通过不同格式的数据是否一致的检验，就能够对数据采集板的数据转换功能进行转换。也就是说，数据采集板能够支持多种格式的数据采集，并进一步支持对数据格式的验证，提高了数据采集板的可靠性。

在一些实施例中，所述数据采集板还包括至少一个第二连接器，所述第二连接器的第一端与所述第一连接器的第二端连接，所述第二连接器被配置为连接测试装置，以实现测试。通过第二连接器提供对外的测试接口，从而在第二连接器连接了测试装置后能够对数据采集板进行测试，同时还能实现对与数据采集板配合实施的天线板等的测试。

在一些实施例中，所述第二连接器的第一端和所述第一连接器的第二端连接，第二端与虚拟输入输出VIO接口连接，以通过所述VIO接口输出锁相环PLL测试信号。或者，所述第二连接器的第一端和所述第一连接器的第二端连接，所述第二连接器的第二端与测试数据选择器TSTMUX连接，以通过所述TSTMUX输入差分测试信号。

在一些实施例中，所述集成电路模块包括至少两个集成子电路，所述至少两个集成子电路与所述至少一个USB接口分别连接，所述至少两个集成子电路被配置为支持不同的数据格式转换。分别提供支持不同数据格式转换的集成子电路，降低了实现了难度。

在一些实施例中，所述至少两个集成子电路包括串行外设接口SPI/串行总线I2C格式转换电路。使得数据采集板能够支持以SPI/I2C格式进行数据输出。

在一些实施例中，所述至少两个集成子电路包括通用异步收发器UATR格式转换电路。使得数据采集板能够支持以UATR格式进行数据输出。

在一些实施例中，所述至少两个集成子电路包括先进先出FIFO格式转换电路，所述数据采集板还包括电可擦除可编程只读存储器EEPROM，所述EEPROM连接在所述FIFO格式转换电路上。使得FIFO格式转换电路能够与EEPROM配合实现数据先进先出的功能，而不需要设计复杂的FIFO格式转换电路，降低了实现难度。

在一些实施例中，所述集成电路模块的第二端包括N个子连接端，所述数据采集板包括N个USB接口，各所述子连接端与所述N各USB接口分别连接，各所述子连接端被配置为输入或输出不同格式的数据。通过USB接口与集成电路的个子连接端分别连接，使得各个输出之间相互隔离，避免数据之间相互干扰。

在一些实施例中，所述第一连接器的第一端与所述FPGA的第一端通过低电压差分信号LVDS差分线、通用异步收发器UART总线、控制器域网CAN总线、DEBUGBUS总线和联合测试工作组JTAG总线中的至少一种连接。提供多种连接方式，使得第一连接器和FPGA的连接能够更加灵活。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型一实施例提供的数据采集板的结构示意图；

图2是本实用新型图1所示实施例提供的集成电路模块包括若干集成子电路的数据采集板的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的包括第二连接器的数据采集板的结构示意图；

图4是本实用新型图3所示实施例提供的包括若干第二连接器的数据采集板的结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的包括电压模块的数据采集板的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。

以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本实用新型的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本实用新型的实施例第一方面提供了一种数据采集板。该数据采集板可以用于与采集雷达数据的天线板、采集温度数据的芯片板等配合进行数据采集。如图1所示，本实用新型提供的数据采集板至少包括：第一连接器101，现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)102，支持至少两种数据格式转换的集成电路模块103和至少一个通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口104。

其中，FPGA102的第一端a2与第一连接器101的第一端a1连接；FPGA102的第二端b2与集成电路模块103的第一端a3连接，集成电路模块103的第二端b3与至少一个USB接口104的第一端a4分别连接。

如此，用于采集雷达数据的天线板或采集温度数据的芯片板等采集到的数据通过第一连接器101输入到板对板连接器后，通过板对板连接器101与FPGA102之间的连接进入FPGA102，在FPGA102内部，数据按照FPGA102内部预设的处理逻辑处理后，通过FPGA102与集成电路模块103之间的连接进入集成电路模块103，从而在集成电路模块103处进行数据转换，并将转换为特定格式的数据通过至少一个USB接口104送入上位机；或者，上位机通过至少一个USB接口104向数据采集板下发指令，接着指令通过集成电路模块103被传输到FPGA102，然后FPGA102针对指令进行响应，并进一步基于第一连接器101将响应传递给采集雷达数据的天线板或采集温度数据的芯片板等，以采集雷达数据的天线板为例，指令可以是指示毫米波雷达发射波的辐射方向等。

并且，本实施例提供的数据采集板，由于具有支持至少两种数据格式转换的集成电路模块，从而获取的数据在通过至少一个USB接口传输到外部之前，能够经由集成电路模块转换为不同的数据格式，即能够对外提供至少两种数据格式的数据，实现了数据采集板对多种格式的支持。进一步地，由于数据采集板能够支持多种格式的数据采集，因此，数据采集板还可以将同一数据转换为不同的格式，这样，通过不同格式的数据是否一致的检验，就能够对数据采集板的数据转换功能进行转换。也就是说，数据采集板能够支持多种格式的数据采集，并进一步支持对数据格式的验证，提高了数据采集板的可靠性。

在一些实施例中，第一连接器101的第一端a1与FPGA102的第一端a2通过低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling，LVDS)差分线、通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)总线、控制器域网(ControllerArea Network,CAN)总线、DEBUGBUS总线和联合测试工作组(Joint Test Action Group，JTAG)总线中的至少一种连接。

本实施例不对第一连接器101进行限定，它可以是任何一种能够实现在用于采集雷达数据的天线板或采集温度数据的芯片板等和数据采集板之间实现数据传输的连接器件，在一些例子中，第一连接器101可以是导线，如铜缆，特别地，在数据采集板与采集雷达数据的天线板或采集温度数据的芯片板等距离相对较远时，第一连接器101可以为光纤，以提高数据传输的准确性；在另一些例子中，第一连接器101还可以是板对板连接器等，当第一连接器101为板对板连接器时，用于采集雷达数据的天线板或采集温度数据的芯片板等上还设置有另一个板对板连接器，以与板对板连接器相互配合，其中，在第一连接器101为板对板连接器且板对板连接器存在公头和母头之分时，数据采集板上的第一连接器101可以是公头，也可以是母头，此处就不再一一赘述了。

本实施例也不对FPGA102进行限定，其使用的编程语言可以是MATLAB或C语言等。可以理解的是，当FPGA102接收到数据或指令时，其将会按照预设的逻辑进行处理，其中，为了能够让FPGA102按照预设的逻辑进行处理，需要预先下载烧写程序。因此，在一些例子中，数据采集板还包括与FPGA102配合的JTAG，JTAG与FPGA102连接，从而在基于JTAG下载烧写程序后，FPGA102能够按照烧写程序中的处理逻辑对接收到的数据进行处理或对指令进行响应。

本实施例也不对至少一个USB接口104的类型进行限定，一方面，在数据采集板包括多个USB接口的情况下，不同USB接口可以均为同一种类型，不同USB接口也可以均为不同类型，或者，各USB接口中部分为同一类型，部分为不同类型；另一方面，对于至少一个USB接口104的接口类型，可以是标准USB接口，还可以是Mini USB接口或者是Micro USB接口等。

此外，本实施例也不对集成电路模块103具体所支持的数据格式进行限定，所支持的至少两种数据格式转换可以包括转换为串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)/两线式串行总线(Inter-Integrated Circuit，I2C)、UART、先进先出(First InputFirst Output，FIFO)等中至少两种的功能。

为了便于本领域技术人员更好地理解集成电路模块103，以下将对其进行具体说明。

在一些实施例中，集成电路模块103对至少两种数据格式转换的支持可以是通过若干支持不同数据格式转换的电路实现的。也就是说，集成电路模块103包括至少两个集成子电路，至少两个集成子电路与至少一个USB接口分别连接，至少两个集成子电路被配置为支持不同的数据格式转换。其中，关于至少两个集成子电路与至少一个USB接口分别连接的实现，可以是各集成子电路的输出端分别连接不同的USB接口，如，集成子电路的数量与USB接口的数量相等，即数据采集板具有N个集成子电路和N个USB接口，N大于等于2；还可以是各集成子电路的输出端分别与每个USB接口进行连接，此时，不同USB接口可以设置为不同类型的USB接口，从而能够与各种接入方式的上位机进行连接，以进行数据采集。当然，以上仅为具体的举例说明，在其他例子中，还可以在各集成子电路的输出端分别与每个USB接口进行连接时，设置相同的类型的多个USB接口，从而支持为接入方式相同的多个外设同时配合，以进行数据采集。

在一些实施例中，至少两个集成子电路包括SPI/I2C格式转换电路，其中，SPI/I2C格式转换电路指的是将数据从输入端输入后，在输出端提供的数据为SPI/I2C格式，且数据内容不变的电路。

在一些实施例中，至少两个集成子电路包括UATR格式转换电路，其中，UATR格式转换电路指的是将数据从输入端输入后，在输出端提供的数据为UATR格式，且数据内容不变的电路。

在一些实施例中，至少两个集成子电路包括FIFO格式转换电路，此时，数据采集板为了更好地实现FIFO格式转换电路，其还包括电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable read only memory，EEPROM)，该EEPROM连接在FIFO格式转换电路上，从而能够基于EEPROM实现数据的先进先出，其中，FIFO格式转换电路指的是将数据从输入端输入后，在输出端提供的数据为FIFO格式，且数据内容不变的电路。

在一些实施例中，集成电路模块的第二端包括N个子连接端，数据采集板包括N个USB接口，各子连接端与N个USB接口分别连接，各子连接端被配置为输入或输出不同格式的数据。

具体地，以图2为例，集成电路模块103包括SPI/I2C格式转换电路113、UATR格式转换电路123和FIFO格式转换电路133，数据采集板包括3个USB接口——USB接口114、USB接口124和USB接口134，SPI/I2C格式转换电路113与USB接口114连接、UATR格式转换电路123与USB接口124连接、FIFO格式转换电路133与USB接口134连接，并且，SPI/I2C格式转换电路113、UATR格式转换电路123和FIFO格式转换电路133也分别与FPGA102的不同连接端连接，其中，FPGA102与集成电路模块103之间的连接是通过b2的子连接端(b21、b22、b23)与a3的子连接端(a31、a32、a33)之间的连接实现，集成电路103与至少一个USB接口104之间的连接是通过b3的子连接端(b31、b32、b33)与a4的子连接端(a41、a42、a43)之间的连接实现。

可以理解的是，上述实施例通过支持至少两种数据格式转换的集成电路模块103同时实现了提供多种格式的数据以及数据格式的验证。而对于数据采集板而言，其功能验证包括多个方面，不仅仅只有数据格式，还可以包括FPGA102的烧写程序或其他功能模块的验证。

基于此，在一些实施例中，如图3所示，数据采集板还包括至少一个第二连接器105，第二连接器105的第一端a5与第一连接器101的第二端b1连接，第二连接器105被配置为连接测试装置，以实现测试。也就是说，通过第一连接器101的第二端b1连接的第二连接器105，实现对数据采集板等的测试。

在一些例子中，第二连接器105可以是高频测试座，从而在外接高频测试装置后，能够实现对数据采集板的高频测试，有利于保证数据采集板在高频具有较好的性能。

进一步地，为了能够同时对数据采集板的多种功能或模块进行测试，数据采集板还可以包括第二连接器组，以两个第二连接器105构成一个第二连接器组为例，如图4所示，第二连接器组包括第二连接器105a和第二连接器125b，第一连接器101的第二端b1包括第一子连接端b11和第二子连接端b12。第二连接器105a的端子a51与第一连接器101的第一子连接端b11连接，第二连接器105a为虚拟输入输出(Virtual Input Output，VIO)形式的连接器，从而能够通过VIO形式传输锁相环PLL测试信号。第二连接器105b的端子a52与第一连接器101的第二子连接端b12连接，所述第二连接器105b为测试数据选择器(TestMultiplexer，TSTMUX)形式的连接器，从而通过TSTMUX形式传输差分测试信号。

在图4中，通过第二连接器组实现第一连接器101与外部测试设备的连接，以实现对天线板的测试。第二连接器组可以包括不同形式的第二连接器，例如可以包括第二连接器105a和/或第二连接器105b。可选的，第二连接器105可以为虚拟输入输出(VirtualInput Output，VIO)接口的连接器，可选的，第二连接器105可以为测试数据选择器(TestMultiplexer，TSTMUX)接口的连接器。从而实现了对天线板上的芯片的测试。

需要说明的是，附图仅为对第二连接器105的举例说明，在其他例子中，第二连接器的第一端和第二端可以是同一个端子，此处就不再一一赘述了。

需要说明的是，上述实施例中为了突出本实用新型的创新部分，并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。如图5所示，数据采集板100还可以包括以下一种或多种元件：CAN集成电路106、通过CAN集成电路106与FPGA102连接的CAN接口107、与FPGA102连接的晶体108、与FPGA102连接的JTAG109、与FPGA102连接的指示灯1010、与FPGA102连接的测试模块1011、与FPGA102连接的FPGA配置存储器1012、与FPGA102连接的FPGAJTAG1013、与FPGA102连接的同步动态随机存取内存(synchronous dynamic random-access memory，SDRAM)1014、电源模块1015等，此处就不再一一赘述了。

本实施例另一方面还提供了数据采集系统，该数据采集系统包括如上述任实施例所述的数据采集板、与数据采集板通过板对板连接器连接的天线板，以及与数据采集板的至少一个USB接口连接的上位机。

其中，上位机用于对数据采集板上的信号进行处理，如雷达信号处理，上位机可以是服务器，电脑。

不难发现，本实施例为与前述实施例相对应的系统实施例，本实施例可与前述实施例互相配合实施。前述实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在前述实施例中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本公开实施例的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本公开实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种数据采集板，其特征在于，包括：

第一连接器，现场可编程逻辑门阵列FPGA，支持至少两种数据格式转换的集成电路模块和至少一个通用串行总线USB接口；

所述FPGA的第一端与所述第一连接器的第一端连接；所述FPGA的第二端与所述集成电路模块的第一端连接，所述集成电路模块的第二端与所述至少一个USB接口的第一端分别连接。

2.根据权利要求1所述的数据采集板，其特征在于，所述数据采集板还包括至少一个第二连接器，所述第二连接器的第一端与所述第一连接器的第二端连接，所述第二连接器被配置为连接测试装置，以实现测试。

3.根据权利要求2所述的数据采集板，其特征在于，所述第二连接器的第一端和所述第一连接器的第二端连接，所述第二连接器的第二端与虚拟输入输出VIO接口连接，以通过虚拟输入输出VIO接口输出锁相环PLL测试信号；或

所述第二连接器的第一端和所述第一连接器的第二端连接，所述第二连接器的第二端与测试数据选择器TSTMUX连接，以通过所述TSTMUX输入差分测试信号。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的数据采集板，其特征在于，所述集成电路模块包括至少两个集成子电路，所述至少两个集成子电路与所述至少一个USB接口分别连接，所述至少两个集成子电路被配置为支持不同的数据格式转换。

5.根据权利要求4所述的数据采集板，其特征在于，所述至少两个集成子电路包括串行外设接口SPI/串行总线I2C格式转换电路。

6.根据权利要求4所述的数据采集板，其特征在于，所述至少两个集成子电路包括通用异步收发器UATR格式转换电路。

7.根据权利要求4所述的数据采集板，其特征在于，所述至少两个集成子电路包括先进先出FIFO格式转换电路，所述数据采集板还包括电可擦除可编程只读存储器EEPROM，所述EEPROM连接在所述FIFO格式转换电路上。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的数据采集板，其特征在于，所述集成电路模块的第二端包括N个子连接端，所述数据采集板包括N个USB接口，各所述子连接端与所述N个USB接口分别连接，各所述子连接端被配置为输入或输出不同格式的数据。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的数据采集板，其特征在于，所述第一连接器的第一端与所述FPGA的第一端通过低电压差分信号LVDS差分线、通用异步收发器UART总线、控制器域网CAN总线、DEBUGBUS总线和联合测试工作组JTAG总线中的至少一种连接。

10.一种数据采集系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的数据采集板、与所述数据采集板的第一连接器连接的天线板，以及，与所述数据采集板的至少一个USB接口连接的上位机。

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