一種usb3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集卡，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航和智能感知測試應(yīng)用領(lǐng)域中的USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡。
【背景技術(shù)】
[0002]目前導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)和接收模塊可以廣泛應(yīng)用于位置服務(wù)、定位導(dǎo)航和智能物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用環(huán)境。由于生產(chǎn)導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)和接收模塊的廠家眾多，硬件形態(tài)各異，導(dǎo)致現(xiàn)在快速獲取實際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星歷參數(shù)、時間信息需要開發(fā)不同的底板去實現(xiàn)，導(dǎo)致了變換不同的導(dǎo)航接收機(jī)和接收模塊時需要反復(fù)重新設(shè)計硬件，而且硬件的傳輸速度在某些情況下無法滿足應(yīng)用需求。而且現(xiàn)有導(dǎo)航接收機(jī)或者接收模塊的接口連接方式多數(shù)基于串口連接，隨著現(xiàn)在電腦技術(shù)發(fā)展，串口的接口越來越少，用戶更多的選擇USB連接的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，可以實現(xiàn)不同導(dǎo)航接收機(jī)采用同一底板即可獲取衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星歷參數(shù)和時間信息，采集速度較快，結(jié)構(gòu)簡單。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:它包括接收天線、低噪聲放大器、數(shù)據(jù)接收模塊、FPGA, USB芯片、指示燈和電源模塊；所述接收天線將接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號經(jīng)所述低噪聲放大器處理后，傳輸至所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)；所述數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)串口與所述FPGA進(jìn)行信息交互，所述FPGA輸出端連接所述指示燈，且所述FPGA與所述USB芯片進(jìn)行信息交互，所述USB芯片經(jīng)USB3.0接口將數(shù)據(jù)傳輸至用戶；各個模塊均由所述電源模塊供電。
[0005]所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)包括采集板和一個以上的接收板，各所述接收板并列設(shè)置在所述采集板上，各所述接收板與所述采集板之間的連接采用彈簧頂針連接器或DIP接插件方式連接。
[0006]所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)并列設(shè)置有三個所述接收板，分別為司南導(dǎo)航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板，所述K500接收板采用DIP接插件方式連接在所述采集板上，所述LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板都采用彈簧頂針連接器的方式連接在所述采集板上。
[0007]所述FPGA的時鐘端口連接50MHz晶振。
[0008]所述FPGA采用Xilinx的型號為XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
[0009]所述USB芯片采用Cypress公司的CYUSB3014芯片。
[0010]所述CYUSB3014芯片與所述FPGA的接口采用Slave FIFO Interface模式。
[0011]所述電源模塊包括電源接口和電壓轉(zhuǎn)換芯片，所述電源接口連接5V電源，經(jīng)所述電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后輸出。
[0012]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:本實用新型由于數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)設(shè)置有多個不同類型的接收板，用戶通過USB芯片向FPGA傳輸控制信號，通過FPGA選取需要的接收板，進(jìn)而接收相應(yīng)的導(dǎo)航衛(wèi)星信號，即本實用新型可以實現(xiàn)不同導(dǎo)航接收機(jī)采用同一底板即可獲取衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星歷參數(shù)和時間信息，采集速度較快，結(jié)構(gòu)簡單。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航和智能感知測試領(lǐng)域中。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的USB3014和FPGA的接口示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016]如圖1所示，本實用新型提供一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其包括接收天線1、低噪聲放大器2、數(shù)據(jù)接收模塊3、FPGA 4、指示燈5、USB芯片6和電源模塊7。接收天線I將接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號經(jīng)低噪聲放大器2處理后，傳輸至數(shù)據(jù)接收模塊3內(nèi)。數(shù)據(jù)接收模塊3經(jīng)串口與FPGA 4進(jìn)行信息交互，F(xiàn)PGA 4接收衛(wèi)星信號并輸出星歷和位置信息，F(xiàn)PGA 4的秒脈沖輸出端口根據(jù)用戶需要輸出I路IPPS信號；FPGA 4的輸出端還連接用于顯示數(shù)據(jù)接收模塊3狀態(tài)的指示燈5，且FPGA 4與USB芯片6進(jìn)行信息交互，USB芯片6經(jīng)USB3.0接口將數(shù)據(jù)傳輸至用戶。其中，各個模塊均由電源模塊7供電。
[0017]上述實施例中，數(shù)據(jù)接收模塊3內(nèi)包括采集板和一個以上的接收板31，各接收板31并列設(shè)置在采集板上，各接收板31與采集板之間的連接采用彈簧頂針連接器或DIP接插件方式連接。本實用新型以三種接收板31為例進(jìn)行說明。在數(shù)據(jù)接收模塊3內(nèi)并列設(shè)置有司南導(dǎo)航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板，K500接收板采用DIP接插件方式連接在采集板上，LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板都采用彈簧頂針連接器的方式連接在采集板上。
[0018]上述各實施例中，F(xiàn)PGA 4的時鐘端口連接50MHz晶振8，由FPGA 4內(nèi)部的時鐘分配器完成多種處理時鐘的轉(zhuǎn)換。
[0019]上述各實施例中，F(xiàn)PGA 4采用Xilinx的型號為XC6SLX9-2TQG144I的芯片，該芯片采用3.3V的1接口連接多個串口，將串口數(shù)據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行傳輸。FPGA 4與USB芯片6之間采用GPIF接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且FPGA 4連接多個接收板31的IPPS信號，根據(jù)USB芯片6傳輸至的控制命令對IPPS信號進(jìn)行切換輸出；FPGA 4接收多個接收板31的GP1信號，并通過指示燈5顯示接收板31的狀態(tài)；FPGA 4還連接一個復(fù)位信號，將復(fù)位信號的輸出與數(shù)據(jù)接收模塊3、USB芯片6連接。
[0020]上述各實施例中，USB芯片6采用Cypress公司的CYUSB3014芯片，該芯片具備多種外設(shè)擴(kuò)展接口，包括串口、spi接口和GPIF接口。本實用新型采用19.2MHz的無源晶體產(chǎn)生CYUSB3014芯片的工作時鐘，且該CYUSB3014芯片與FPGA 4的接口采用Slave FIFOInterface模式，數(shù)據(jù)寬度為16bit (如圖2所示)。在CYUSB3014芯片內(nèi)，可重用接口為UART、SPI和I2S同時使用；且0￥^83014芯片啟動模式為:配置設(shè)置為0F1，通過SPI啟動，使用的SPI存儲芯片為M25P40。
[0021]上述各實施例中，電源模塊7包括電源接口 71和電壓轉(zhuǎn)換芯片71，電源接口 71連接5V電源，經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換芯片71轉(zhuǎn)換后輸出3.3V、2.5V和1.8V電壓，為其余模塊供電。
[0022]綜上所述，本實用新型在使用時，其工作過程如下:
[0023]I)上電進(jìn)行自檢，自檢后檢測安裝的數(shù)據(jù)接收模塊3中接收板31的型號和信息；
[0024]2)與USB芯片6進(jìn)行通信，獲取用戶的配置信息和需要獲取的導(dǎo)航星歷參數(shù)的內(nèi)容和頻率；
[0025]3)將配置信息和需要獲取的導(dǎo)航星歷參數(shù)的內(nèi)容和頻率存儲到FPGA 4 ；
[0026]4)根據(jù)以上的信息向數(shù)據(jù)接收模塊3發(fā)送控制信號；
[0027]5)數(shù)據(jù)接收模塊3接收導(dǎo)航信號并向FPGA 4傳輸，然后FPGA 4根據(jù)用戶需求經(jīng)USB芯片6上傳；
[0028]6)FPGA 4根據(jù)用戶的選擇進(jìn)行IPPS信號的處理，選擇輸出用戶所需的I路IPPS信號。
[0029]上述各實施例僅用于說明本實用新型，各部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、設(shè)置位置及形狀都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:它包括接收天線、低噪聲放大器、數(shù)據(jù)接收模塊、FPGA, USB芯片、指示燈和電源模塊；所述接收天線將接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號經(jīng)所述低噪聲放大器處理后，傳輸至所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)；所述數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)串口與所述FPGA進(jìn)行信息交互，所述FPGA輸出端連接所述指示燈，且所述FPGA與所述USB芯片進(jìn)行信息交互，所述USB芯片經(jīng)USB3.0接口將數(shù)據(jù)傳輸至用戶；各個模塊均由所述電源模塊供電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)包括采集板和一個以上的接收板，各所述接收板并列設(shè)置在所述采集板上，各所述接收板與所述采集板之間的連接采用彈簧頂針連接器或DIP接插件方式連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)并列設(shè)置有三個所述接收板，分別為司南導(dǎo)航公司的K500接收板、Ublox公司的LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板，所述K500接收板采用DIP接插件方式連接在所述采集板上，所述LEA-8T接收板和NE0-M8T接收板都采用彈簧頂針連接器的方式連接在所述采集板上。
4.如權(quán)利要求1?3任一項所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述FPGA的時鐘端口連接50MHz晶振。
5.如權(quán)利要求1?3任一項所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述FPGA采用Xilinx的型號為XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
6.如權(quán)利要求4所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述FPGA采用Xilinx的型號為XC6SLX9-2TQG144I的芯片。
7.如權(quán)利要求1?3、6任一項所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述USB芯片采用Cypress公司的CYUSB3014芯片。
8.如權(quán)利要求7所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述CYUSB3014芯片與所述FPGA的接口采用Slave FIFO Interface模式。
9.如權(quán)利要求1?3、6、8任一項所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述電源模塊包括電源接口和電壓轉(zhuǎn)換芯片，所述電源接口連接5V電源，經(jīng)所述電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后輸出。
10.如權(quán)利要求4所述的一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，其特征在于:所述電源模塊包括電源接口和電壓轉(zhuǎn)換芯片，所述電源接口連接5V電源，經(jīng)所述電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后輸出。
【專利摘要】本實用新型涉及一種USB3.0接口的多功能導(dǎo)航信息數(shù)據(jù)采集卡，它包括接收天線、低噪聲放大器、數(shù)據(jù)接收模塊、FPGA、USB芯片、指示燈和電源模塊；所述接收天線將接收到的導(dǎo)航衛(wèi)星信號經(jīng)所述低噪聲放大器處理后，傳輸至所述數(shù)據(jù)接收模塊內(nèi)；所述數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)串口與所述FPGA進(jìn)行信息交互，所述FPGA輸出端連接所述指示燈，且所述FPGA與所述USB芯片進(jìn)行信息交互，所述USB芯片經(jīng)USB3.0接口將數(shù)據(jù)傳輸至用戶；各個模塊均由所述電源模塊供電。本實用新型實現(xiàn)了不同導(dǎo)航接收機(jī)采用同一底板即可獲取衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星歷參數(shù)和時間信息，可以廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航和智能感知測試領(lǐng)域中。
【IPC分類】G01S19-35
【公開號】CN204536558
【申請?zhí)枴緾N201520260339
【發(fā)明人】吳巍蓀
【申請人】北京華云智聯(lián)科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月27日