一种毫米波雷达数据采集卡及其数据采集控制方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波雷达数据采集卡及其数据采集控制方法。该数据采集卡包括包括网口数据接收模块、网口数据异步缓存FIFO模块、第一协议转换模块、第一MIGip模块、第一DDR缓存模块7、数据控制模块、USB发送fifo模块、USB发送模块、LVDS协议数据接收模块、LVDS协议数据异步缓存FIFO模块、第二协议转换模块、第二MIGip模块和第二DDR缓存模块。本发明专利技术灵活运用FPGA内部数据AXI协议、并行数据处理方式、iddr原语模块，实时将LVDS和网口的数据，重组通过usb传输至上位机，极大的降低了数据采集的时延，加之自定义串行状态机设计，使得在资源消耗上，也满足实际需求。也满足实际需求。也满足实际需求。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达数据采集卡及其数据采集控制方法


[0001]本专利技术涉及毫米波雷达数据采集
，具体涉及一种毫米波雷达数据采集卡及其数据采集控制方法。

技术介绍

[0002]毫米波雷达是汽车辅助驾驶的重要组成部分，并逐渐向小型化、轻量化的趋势发展，目前各大主机厂对现有的毫米波雷达进行算法设计与验证时，由于毫米波雷达的射频芯片的接口不统一，导致给主机厂只能去购买原雷达芯片厂家的自有的雷达数据采集卡，针对性对雷达芯片进行数据采集；其一是原厂家的数据采集卡的价格较贵，二是原厂家的数据采集卡不会对外开放接口，只能使用固有端口，导致其功能单一，无法进行应用的扩展。
[0003]但是购买原雷达厂家的数据采集卡，有以下缺点：1、原雷达厂家数据采集卡价格较贵，且采购渠道单一，主机厂容易被雷达厂家卡脖子；2、原雷达厂家数据采集卡不对外开放别的接口，只能使用固有端口，功能单一且无法进行应用扩展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种毫米波雷达数据采集卡及其数据采集控制方法。
[0005]为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种毫米波雷达数据采集卡，包括：网口数据接收模块，用以接收毫米波雷达射频芯片的点迹/航迹数据输出模块输出的网口数据，同时对接收的网口数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量A时，代表网口数据已全部接收完成，并触发一个网口数据接收完成信号eth_flag；LVDS协议数据接收模块，用以接收毫米波雷达射频芯片的ADC数据输出模块输出的LVDS协议数据，同时也对采集数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量B时，代表LVDS协议数据已全部接收完成，并触发一个LVDS协议数据接收完成信号LVDS_flag；网口数据异步缓存FIFO模块和LVDS协议数据异步缓存FIFO模块，分别与所述网口数据接收模块和LVDS协议数据接收模块连接，分别用以实现不同时域的数据同步处理；第一协议转换模块和第二协议转换模块，分别与所述网口数据异步缓存FIFO模块和LVDS协议数据异步缓存FIFO模块连接，用以将普通fifo协议数据转换子axi协议数据；第一MIGip模块和第二MIGip模块，分别连接在所述第一协议转换模块与第一DDR缓存模块之间和第二协议转换模块与第二DDR缓存模块之间，以分别实现数据的缓存与读取；数据控制模块，与所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模块、第一协议转换模块和第二协议转换模块分别连接，用以对所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模
块、第一协议转换模块和第二协议转换模块的状态机进行统一初始化，以使所述状态机正式运行时，外部接口都已初始化成功；并通过采集网口数据接收模块和LVDS协议数据接收模块分别输出的数据接收完成信号eth_flag和LVDS_flag，决定何时从第一DDR缓存模块和第二DDR缓存模块读取网口数据和LVDS协议数据，同时对两个数据进行重组；USB发送fifo模块，与所述数据控制模块连接，用以将数据控制模块重组后的数据与USB时钟进行同步；USB发送模块，与所述USB发送fifo模块连接，用以将时钟同步后的数据发送至上位机。
[0006]进一步的，所述LVDS协议数据包括三组LVDS信号，分别为LVDS协议数据信号、LVDS帧同步时钟信号和LVDS时钟信号，在LVDS帧同步时钟信号上升沿到来时，LVDS协议数据接收模块的状态机进入数据采集状态，以进行数据采集并计数。
[0007]进一步的，所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模块、网口数据异步缓存FIFO模块、LVDS协议数据异步缓存FIFO模块、第一协议转换模块、第二协议转换模块、第一MIGip模块、第二MIGip模块、数据控制模块、USB发送fifo模块和USB发送模块均集成在一FPGA芯片内。
[0008]进一步的，所述网口数据接收模块基于RGMII接口接收数据。
[0009]进一步的，所述USB发送模块通过USB3.0接口将数据发送至上位机。
[0010]进一步的，还包括GPIO模块，所述GPIO模块包括uart串口、IIC接口、CAN接口和通用GPIO接口。
[0011]在第二方面，本专利技术提供了一种上述的毫米波雷达数据采集卡的数据采集控制方法，包括以下步骤：步骤1：系统上电后，数据控制模块的状态机、网口数据接收模块的状态机和LVDS协议数据接收模块的状态机均进入复位状态，其中，所述数据控制模块的状态机在复位状态下，启动复位延时计数器，计数满复位计数设定值时，数据控制模块的状态机进入到IDLE状态，将系统准备信号置1后，数据控制模块的状态机进入等待状态，等待网口数据接收完成信号eth_flag和LVDS协议数据接收完成信号LVDS_flag；步骤2：网口数据接收模块的状态机和LVDS协议数据接收模块的状态机进入复位状态后，等待数据控制模块的状态机下发的系统准备信号RDY，并在收到系统准备信号RDY后进入空闲状态，等待外部网口数据和LVDS协议数据进来；步骤3：当外部网口数据进来，网口数据接收模块的状态机开始对网口UDP数据进行解析，当网口数据的帧起始位判断正确后，开始采集网口数据，并对该网口数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量A时，触发网口数据接收完成信号eth_flag，并传输至数据控制模块的状态机，网口数据接收模块的状态机进入数据采集完成状态，等待USB发送完成信号，进入下一次采集；步骤4：当LVDS协议数据进来，首先判断LVDS_frame_clk的上升沿到来，当LVDS协议数据接收模块的状态机识别到LVDS_frame_clk的上升沿来临后，进入数据采集状态，并开始对采集的LVDS协议数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量B时，触发LVDS_flag标志位，并传输至数据控制模块的状态机，LVDS协议数据接收模块的状态机进入数据采集完成状态，等待usb发送完成信号，进入下一次采集；
步骤5：数据控制模块的状态机在等待状态下接收到两个从状态机传输来的网口数据完成信号和LVDS协议数据完成信号后，数据控制模块的状态机进入读取DDR状态，并开始计数，计数满设定值后，数据控制模块的状态机进入usb发送状态，开始读取两片DDR芯片内部数据，同时启动开始读取计数器，并对所述网口数据和LVDS协议数据进行重组，当计数器满读数设定值时，表明第一DDR缓存模块和第二DDR缓存模块的内部数据均已读取完成，在USB发送结束后，数据控制模块的状态机进入到USB数据传输完成状态，并触发USB_tx_done信号给LVDS协议数据接收模块的状态机和网口数据接收模块的状态机，使得LVDS协议数据接收模块的状态机和网口数据接收模块的状态机进行下一次数据采集。
[0012]有益效果：本专利技术通过基于FPGA的设计，灵活运用FPGA内部数据AXI协议、并行数据处理方式、iddr原语模块，实时将LVDS和网口的数据，重组通过usb传输至上位机，极大的降低了数据采集的时延，加之自定义串行状态机设计，使得在资源消耗上，也满足实际需求；预留多个GPIO接口，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达数据采集卡，其特征在于，包括：网口数据接收模块，用以接收毫米波雷达射频芯片的点迹/航迹数据输出模块输出的网口数据，同时对接收的网口数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量A时，代表网口数据已全部接收完成，并触发一个网口数据接收完成信号eth_flag；LVDS协议数据接收模块，用以接收毫米波雷达射频芯片的ADC数据输出模块输出的LVDS协议数据，同时也对采集数据进行计数，当计数值达到设定的数据总量B时，代表LVDS协议数据已全部接收完成，并触发一个LVDS协议数据接收完成信号LVDS_flag；网口数据异步缓存FIFO模块和LVDS协议数据异步缓存FIFO模块，分别与所述网口数据接收模块和LVDS协议数据接收模块连接，分别用以实现不同时域的数据同步处理；第一协议转换模块和第二协议转换模块，分别与所述网口数据异步缓存FIFO模块和LVDS协议数据异步缓存FIFO模块连接，用以将普通fifo协议数据转换子axi协议数据；第一MIGip模块和第二MIGip模块，分别连接在所述第一协议转换模块与第一DDR缓存模块之间和第二协议转换模块与第二DDR缓存模块之间，以分别实现数据的缓存与读取；数据控制模块，与所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模块、第一协议转换模块和第二协议转换模块分别连接，用以对所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模块、第一协议转换模块和第二协议转换模块的状态机进行统一初始化，以使所述状态机正式运行时，外部接口都已初始化成功；并通过采集网口数据接收模块和LVDS协议数据接收模块分别输出的数据接收完成信号eth_flag和LVDS_flag，决定何时从第一DDR缓存模块和第二DDR缓存模块读取网口数据和LVDS协议数据，同时对两个数据进行重组；USB发送fifo模块，与所述数据控制模块连接，用以将数据控制模块重组后的数据与USB时钟进行同步；USB发送模块，与所述USB发送fifo模块连接，用以将时钟同步后的数据发送至上位机。2.根据权利要求1所述的一种毫米波雷达数据采集卡，其特征在于，所述LVDS协议数据包括三组LVDS信号，分别为LVDS协议数据信号、LVDS帧同步时钟信号和LVDS时钟信号，在LVDS帧同步时钟信号上升沿到来时，LVDS协议数据接收模块的状态机进入数据采集状态，以进行数据采集并计数。3.根据权利要求1所述的毫米波雷达数据采集卡，其特征在于，所述网口数据接收模块、LVDS协议数据接收模块、网口数据异步缓存FIFO模块、LVDS协议数据异步缓存FIFO模块、第一协议转换模块、第二协议转换模块、第一MIGip模块、第二MIGip模块、数据控制模块、USB发送fifo模块和USB发送模块均集成在一FPGA芯片内。4.根据权利要求1所述的毫米波雷达数据采集卡，其特征在于，所述网口数据接收模块基于RGMII接口接收数据。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周乐，张立飞，王开宇，顾超，杨克建，
申请(专利权)人：南京楚航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：