一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，包括：GPS天线、同轴接口、GPS模块、有源晶振、FPGA、电源模块、电源接口、驱动芯片、同步接口、CAN收发器以及CAN接口，其特征在于：所述GPS天线与所述同轴接口之间通过同轴线连接，所述同轴接口与所述GPS模块之间通过屏蔽线连接；所述GPS模块的串口与所述FPGA连接，且所述GPS模块的秒脉冲信号(PPS信号)与所述FPGA连接；所述FPGA通过TX/RX与所述CAN收发器连接，所述FPGA输出的秒脉冲和微秒脉冲与所述驱动芯片连接；CAN收发器通过CAN总线与CAN接口连接，本实用新型专利技术对多张采集卡统一同步授时，提高采集系统同步精度到微秒；并且时钟基于GPS的PPS上升沿修正，无累积误差。误差。误差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡


[0001]本技术涉及数据传输领域，尤其涉及一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡。

技术介绍

[0002]车载数据记录仪是一种采集试验车辆上各种传感器数据的设备，主要用于ADAS相关的数据采集，包括多个摄像头、激光雷达、毫米波雷达、轮速、加速度、方向角度等。数据用于多传感器融合的算法验证，因此传感器数据之间的同步至关重要，如果数据不能对齐，将导致融合后的结果偏差。
[0003]常规的做法是基于时间戳的同步。数据记录仪内有多张采集卡对应不同传感器，每张采集卡上均具备RTC(实时时钟)，时钟精度主要和晶振有关。
[0004]然而，由于晶振制造工艺以及温漂，各采集卡内的晶振均存在误差，利用通讯总线统一设置时间的精度只能做到10ms，并且随着时间推移，累计误差越来越大。

技术实现思路

[0005]本技术克服了现有技术的不足，提供一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡。
[0006]为达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，包括：GPS天线、同轴接口、GPS模块、有源晶振、FPGA、电源模块、电源接口、驱动芯片、同步接口、CAN收发器以及CAN接口，其特征在于：所述GPS天线与所述同轴接口之间通过同轴线连接，所述同轴接口与所述GPS模块之间通过屏蔽线连接；所述GPS模块的串口与所述FPGA连接，且所述GPS模块的秒脉冲信号(PPS信号)与所述FPGA连接；所述FPGA通过TX/RX与所述CAN收发器连接，所述FPGA输出的秒脉冲和微秒脉冲与所述驱动芯片连接；CAN收发器通过CAN总线与CAN接口连接。
[0007]本技术一个较佳实施例中，所述GPS模块用于接收卫星的高精度时钟信号，并输出PPS信号。
[0008]本技术一个较佳实施例中，所述GPS模块在PPS上升沿之后，通过所述串口输出UTC时间。
[0009]本技术一个较佳实施例中，所述FPGA通过接收到PPS信号和UTC时间，修正自身利用有源晶振产生的秒脉冲(1Hz)和微秒脉冲(1MHz)。
[0010]本技术一个较佳实施例中，所述驱动芯片提高驱动能力后，能够给记录仪内全部采集卡提供同步时钟。
[0011]本技术一个较佳实施例中，通过CAN总线给全部采集卡提供同步时钟。
[0012]本技术一个较佳实施例中，电源模块内部包含稳压电路，能够分别给GPS模块、有源晶振、FPGA、驱动芯片以及CAN收发器输出稳定的工作电压。
[0013]本技术一个较佳实施例中，所述GPS天线安装于车辆挡风玻璃下方。
[0014]本技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本技术具备以下有益效果：
[0015]本技术能够对所有采集卡统一同步，并且基于GPS的PPS脉冲进行修正，消除了累计误差，能够输出高精度微秒同步时钟。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0017]图1是本技术的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0018]现在结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构。
[0019]如图1所示的一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，包括：GPS天线、同轴接口、GPS模块、有源晶振、FPGA、电源模块、电源接口、驱动芯片、同步接口、CAN收发器以及CAN接口，GPS天线与同轴接口之间通过同轴线连接，同轴接口与GPS模块之间通过屏蔽线连接；GPS模块的串口与FPGA连接，且GPS模块的秒脉冲信号(PPS信号)与FPGA连接；FPGA通过TX/RX与CAN收发器连接，FPGA输出的秒脉冲和微秒脉冲与驱动芯片连接；CAN收发器通过CAN总线与CAN接口连接；本技术中GPS天线安装于车辆挡风玻璃下方等信号良好位置；GPS模块输出高精度的秒脉冲和串口UTC时间；FPGA根据输入的100MHz有源晶振，输出1Hz和1MHz信号；FPGA根据秒脉冲的上升沿触发，修正输出的1Hz信号，与上升沿对齐；FPGA给根据秒脉冲的上升沿触发，修正输出的1MHz信号，第一个脉冲与上升沿对齐；FPGA通过CAN总线，输出UTC时间信号，信号滞后于秒脉冲上升沿100ms；
[0020]优选的，GPS天线采用外置式陶瓷天线；同轴接口采用SMA接口；GPS模块采用中科微电子的ATGM332D；有源晶振采用100MHz晶振；FPGA采用安路的EG4A20芯片；驱动芯片采用TI的SN74LVC4245；CAN收发器采用NXP的CAN收发器信号TJA1050；通讯接口采用2PIN连接器；
[0021]一实施例中，电源模块内部包含稳压电路，能够分别给GPS模块、有源晶振、FPGA、驱动芯片以及CAN收发器输出稳定的工作电压。
[0022]本技术工作原理：GPS模块接收卫星的高精度时钟信号(精度基于GPS卫星内原子钟)，输出PPS信号(每秒一个脉冲)，PPS上升沿的边沿精度达到几十纳秒。同时，GPS模块在PPS上升沿之后通过串口输出UTC时间(世界标准时间)。
[0023]FPGA接收到PPS信号和UTC时间，修正自身利用有源晶振产生的秒脉冲(1Hz)和微秒脉冲(1MHz)，并输出给驱动芯片提高驱动能力后，给记录仪内所有采集卡提供同步时钟，同时通过CAN总线给所有采集卡提供UTC时间。
[0024]以上依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，包括：GPS天线、同轴接口、GPS模块、有源晶振、FPGA、电源模块、电源接口、驱动芯片、同步接口、CAN收发器以及CAN接口，其特征在于：所述GPS天线与所述同轴接口之间通过同轴线连接，所述同轴接口与所述GPS模块之间通过屏蔽线连接；所述GPS模块的串口与所述FPGA连接，且所述GPS模块的秒脉冲信号(PPS信号)与所述FPGA连接；所述FPGA通过TX/RX与所述CAN收发器连接，所述FPGA输出的秒脉冲和微秒脉冲与所述驱动芯片连接；CAN收发器通过CAN总线与CAN接口连接。2.根据权利要求1所述的一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，其特征在于：所述GPS模块用于接收卫星的高精度时钟信号，并输出PPS信号。3.根据权利要求2所述的一种用于车载数据记录仪的高精度同步授时卡，其特征在于：所述GPS模块在PPS上升沿之后，通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱运勃，
申请(专利权)人：功智域控科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：