一种基于FPGA的智能车载系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于FPGA的智能车载系统，包括FPGA、红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、RTC时钟驱动电路、RAM存储单元、FLASH存储单元、HDMI驱动电路、系统时钟电路、电源电路及电平转换电路以及HDMI显示器。本实用新型专利技术能够较好的实现对汽车行驶过程中的速度、所在位置以及汽车内部环境的实时监控，该系统采用FPGA芯片作为中央处理器，处理能力强，功耗低，扩展性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的智能车载系统
本技术涉及智能车载
，特别是一种基于FPGA的智能车载系统。
技术介绍
近年来，社会经济的快速发展尤其是汽车行业的发展，汽车的产销量日益增长，汽车也越来越普及。车载系统作为汽车整体的一部分，提供给人们许多服务，辅助人们驾驶。随着生活水平的提高，人们对车载系统的需求不断增长，智能车载系统产品已成为各大电子生产商关注的焦点。在驾驶汽车的过程中，汽车行驶的速度、所在位置以及汽车内部环境的温度、湿度等都是人们关心的重要信息，并且这些信息需要及时获取，而现有的大部分车载系统并未考虑到汽车内部的环境信息，缺乏对汽车内部环境信息的感知能力。同时，由于车载系统功能的增多，车载系统所连接的外部设备也在增多，系统的运行功耗以及生产成本也随之增加。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种基于FPGA的智能车载系统，能够较好的实现对汽车行驶过程中的速度、所在位置以及汽车内部环境的实时监控，该系统采用FPGA芯片作为中央处理器，处理能力强，功耗低，扩展性强。本技术采用以下方案实现：一种基于FPGA的智能车载系统，包括FPGA、红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、RTC时钟驱动电路、RAM存储单元、FLASH存储单元、HDMI驱动电路、系统时钟电路、电源电路及电平转换电路以及HDMI显示器；所述红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器均与所述FPGA电性相连，分别用以将采集到的红外数据、GPS定位数据、温度信息、湿度信息以及当前速度信息传递至FPGA；所述RTC时钟驱动电路与所述FPGA电性相连，用以产生实时时钟的日期和时间；所述RAM存储单元、FLASH存储单元均与所述FPGA电性相连，分别用以扩展FPGA的数据存储空间与程序存储空间；所述FPGA经所述HDMI驱动电路连接至所述HDMI显示器，用以驱动HDMI显示器工作；所述系统时钟电路与所述FPGA电性相连，用以为整个系统提供时钟驱动；所述电源电路及电平转换电路用于为整个系统提供稳定电源。进一步地，所述FPGA的芯片采用XC7A200T芯片。进一步地，所述RAM存储单元采用MT41J256M16HA-125芯片。进一步地，所述FLASH存储单元采用N25Q128A13EF840F芯片。进一步地，所述HDMI驱动电路采用SiI9134芯片。进一步地，所述RTC时钟驱动电路采用PCF8563芯片。进一步地，所述系统时钟驱动电路采用SiT9102芯片，以输出200MHz系统时钟。进一步地，所述电源电路及电平转换电路采用三个芯片，分别为TPS54620芯片、MP1482DS芯片、TLV62130RGT芯片。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术采用FPGA作为整个系统的主控芯片，充分利用其并行性特点设计系统架构，大大提高系统的整体性能，与现有技术相比，具有灵活性高、可重配置性高、可扩展性强、功耗低、实时性强等特点，同时系统采用模块化设计，可以适用于多种车载环境。附图说明图1为本技术实施例的系统原理框图。图2为本技术实施例的FPGA芯片与外扩RAM芯片电路连线图1。图3为本技术实施例的FPGA芯片与外扩RAM芯片电路连线图2。图4为本技术实施例的RAM芯片MT41J256M16HA-125电路连线图。图5为本技术实施例的FLASH芯片N25Q128A13EF840F电路连线图。图6为本技术实施例的RTC时钟驱动电路原理图。图7为本技术实施例的系统时钟驱动电路原理图。图8为本技术实施例的FPGA芯片与SiI9134芯片电路连线图。图9为本技术实施例的HDMI驱动电路原理图。图10为本技术实施例的电源电路及电平转换电路原理图。图11为本技术实施例的传感器模块外部接口原理图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。如附图1所示，本实施例提供了一种基于FPGA的智能车载系统，包括FPGA、红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、RTC时钟驱动电路、RAM存储单元、FLASH存储单元、HDMI驱动电路、系统时钟电路、电源电路及电平转换电路以及HDMI显示器；所述红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器均与所述FPGA电性相连，分别用以将采集到的红外数据、GPS定位数据、温度信息、湿度信息以及当前速度信息传递至FPGA；所述RTC时钟驱动电路与所述FPGA电性相连，用以产生实时时钟的日期和时间；所述RAM存储单元、FLASH存储单元均与所述FPGA电性相连，分别用以扩展FPGA的数据存储空间与程序存储空间；所述FPGA经所述HDMI驱动电路连接至所述HDMI显示器，用以驱动HDMI显示器工作；所述系统时钟电路与所述FPGA电性相连，用以为整个系统提供时钟驱动；所述电源电路及电平转换电路用于为整个系统提供稳定电源。在本实施例中，红外摄像头可安装于行车记录仪附近的位置，用于采集汽车前方的实时图像，并将采集到的图像传输至FPGA主控芯片进行处理；所述GPS定位模块上连接有天线，所述GPS定位模块用于对汽车的位置进行定位，所述天线用于接收和发送GPS信号；所述温度传感器、湿度传感器用于采集汽车内部或外部的温度和湿度；所述速度传感器用于检测汽车的行驶速度；所述HDMI显示器用于显示汽车前方的实时图像并且叠加当前日期和时间、当前汽车的位置、汽车内部或外部的温度和湿度以及汽车行驶的速度等信息。本实施例以XC7A200TFPGA芯片为主控芯片，外扩RAM芯片负责扩展FPGA的数据存储空间，外扩RAM芯片的型号为MT41J256M16HA-125，外扩FLASH芯片负责扩展FPGA的程序存储空间，外扩FLASH芯片的型号为N25Q128A13EF840F。附图2和附图3所示为FPGA芯片中对应外扩RAM电路的引脚连线，附图4所示为RAM芯片MT41J256M16HA-125的引脚连接，附图5所示为FLASH芯片N25Q128A13EF840F的引脚连接，附图5中FLASH芯片与FPGA对应的连接引脚参见附图8。在本实施例中，所述HDMI驱动电路采用SiI9134芯片。附图8所示为FPGA主芯片与SiI9134芯片对应的引脚连线。如附图9所示为HDMI驱动电路示意图，FPGA主芯片通过I2C总线配置SiI9134芯片，SiI9134芯片最高支持1080P@60Hz分辨率，该电路设计简单，性能稳定，运行功耗低。在本实施例中，如附图6所示，采用的RTC时钟驱动电路以PCF8563芯片为核心，FPGA主芯片通过I2C总线配置PCF8563芯片，从而产生实时时钟的日期和时间，其中，与FPGA对应的连接引脚参见附图8。在本实施例中，如附图7所示，采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的智能车载系统，其特征在于，包括FPGA、红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、RTC时钟驱动电路、RAM存储单元、FLASH存储单元、HDMI驱动电路、系统时钟电路、电源电路及电平转换电路以及HDMI显示器；/n所述红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器均与所述FPGA电性相连，分别用以将采集到的红外数据、GPS定位数据、温度信息、湿度信息以及当前速度信息传递至FPGA；/n所述RTC时钟驱动电路与所述FPGA电性相连，用以产生实时时钟的日期和时间；所述RAM存储单元、FLASH存储单元均与所述FPGA电性相连，分别用以扩展FPGA的数据存储空间与程序存储空间；所述FPGA经所述HDMI驱动电路连接至所述HDMI显示器，用以驱动HDMI显示器工作；所述系统时钟电路与所述FPGA电性相连，用以为整个系统提供时钟驱动；所述电源电路及电平转换电路用于为整个系统提供稳定电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的智能车载系统，其特征在于，包括FPGA、红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、RTC时钟驱动电路、RAM存储单元、FLASH存储单元、HDMI驱动电路、系统时钟电路、电源电路及电平转换电路以及HDMI显示器；
所述红外摄像头、GPS定位模块、温度传感器、湿度传感器、速度传感器均与所述FPGA电性相连，分别用以将采集到的红外数据、GPS定位数据、温度信息、湿度信息以及当前速度信息传递至FPGA；
所述RTC时钟驱动电路与所述FPGA电性相连，用以产生实时时钟的日期和时间；所述RAM存储单元、FLASH存储单元均与所述FPGA电性相连，分别用以扩展FPGA的数据存储空间与程序存储空间；所述FPGA经所述HDMI驱动电路连接至所述HDMI显示器，用以驱动HDMI显示器工作；所述系统时钟电路与所述FPGA电性相连，用以为整个系统提供时钟驱动；所述电源电路及电平转换电路用于为整个系统提供稳定电源。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的智能车载系统，其特征在于，所述FPGA的芯片采用XC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，欧明敏，易金，武义，邢新华，赵显煜，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35