具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

为方便对本申请实施例的理解，下述对本申请涉及的部分名词进行解释说明：

系统级芯片（System on Chip，SoC）：是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始，到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。

可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）：是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

I/O输入/输出(Input/Output)，分为IO设备和IO接口两个部分。

控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)：是国际上应用最广泛的现场总线之一。

CAN通信矩阵（CAN Communication Matrix）：通常由整车厂完成定义，车辆网络中的各个节点需要遵循该通讯矩阵，才能完成信息之间的交互和共享。

如下结合多个具体的应用示例，对本申请实施例所提供的一种数据采集卡进行解释说明。图1为本申请一实施例提供的一种数据采集卡的结构示意图，如图1所示，该数据采集卡100包括：四路数据采集模块110、控制器局域网络CAN芯片120和可编程逻辑门阵列FPGA芯片130，在本申请的实施例中，FPGA芯片130录入可以为zynq异构FPGA芯片，FPGA芯片130上包括：系统级芯片SOC131和可编程逻辑单元132，可编程逻辑单元132包括：计时器1321；其中：

本申请中的每路数据采集模块110的输入端均连接一个轮速传感器，其中，由于每个车辆均有四个轮速传感器，每个数据采集模块110的输入端连接一个轮速传感器，四路数据采集模块110的输出端均连接SOC131，以获取各轮速传感器采集的轮速脉冲信号，应当理解上述实施例仅为示例性说明，对于具有六个轮速传感器，或八个轮速传感器的车辆，数据采集模块110的数量也会跟随其进行调整，旨在保证每个轮速传感器均连接一个数据采集模块110即可，应当理解上述实施例仅为示例性说明，具体数据采集模块110的数量可以根据车辆实际状况灵活调整，并不以上述实施例给出的为限。

SOC131还连接计时器1321，以在检测到轮速脉冲信号的变化沿时记录计时器1321的时间作为一路轮速时间戳，轮速脉冲信号的变化沿例如可以为上升沿或下降沿，具体变化沿的设置可以根据用户需要灵活调整，本申请在此不做任何限制。

在本申请的一个实施例中，ABS/ESC可以提供14V的电压给各轮速传感器，各轮速传感器在齿圈转动时可以输出7mA和14mA的电流，此时每个轮速传感器均相当于一个电流源。数据采集模块110中例如可以包括电流采样芯片、电流差分放大器和比较器，其中，本申请的一个实施例中在轮速传感器回路中可以串联一个10欧姆的电阻，从而起到无损采样的作用，例如可以采用AD8418电流采样芯片，AD8418默认电流放大倍数为20倍，此时经过10欧姆的采样电阻差分电压为0.07V和0.14V，则电流差分放大器放大后输出电压就是1.4V和2.8V。适合TTL电平进行标准处理。电流放大器输出的电压信号通过比较器进行区分，得到轮速方波信号，并输入到FPGA芯片130中，通过对轮速方波信号的识别和处理，进行轮速时间戳的采集。

CAN芯片120的输入端连接CAN总线，CAN芯片120的输出端连接SOC131，以采集CAN信号。

图2为本申请一实施例提供的线束原理的结构示意图，在本申请的一个实施例中，可以通过转接线束将原车辆的ABS/ESC线束之间串联进去一段线束，保证原车辆所有的线束均是相互连通的，即左边是原车ECU插头整车线束母端，右边是原车ECU插头公端之间串联进取与接口数量一致的线束，其中并且原车ECU插头整车线束母端分别与左前轮速传感器、左后轮速传感器、右前轮速传感器和右后轮速传感器连接，将各线束引入数据采集卡中。串联后的整车线束如图2所示，其中CAN线采用并联的方式接出CAN_H和CAN_L，轮速时间戳在轮速信号的地线剖开，将剖开的两端引出两根线束。将电机电源线和地线并联引出两根线束，作为采集设备的供电来源；在图2的基础上，本申请中CAN信号采集可以由并联的两根CAN线直接接到CAN芯片120上，例如可以为物理接口收发器phy芯片上，并在转换成单端信号后输入到SoC131内部的CAN处理外设中进行接收，以实现CAN信号的采集。

采用本申请提供的数据采集卡，每路数据采集模块均连接一个轮速传感器，并且每路数据采集模块均连接SOC，并通过SOC连接的计时器实现了每路数据采集模块均采用同一计时器，保证了获取的时间戳信号在时间上的同步性、采集精度和准确率，具有很强的实时性，并且在检测到轮速脉冲信号的变化沿时，记录当前计时器的时间为一路轮速时间戳，此外CAN芯片的输入连接CAN总线，输出连接SOC，以实现CAN信号的采集，从而采用本申请提供的数据采集卡，不但可以采集CAN信号，并且还可以采集各路轮速时间戳信息。

示例地，在一些可能的实施例中，可编程逻辑单元132还包括：多组块随机存储器1322，每组块随机存储器包括：四个块随机存储器，每组块随机存储器中各存储器均与SOC131连接，以对SOC131采集的四路轮速时间戳进行缓存。

图3为本申请一实施例提供的数据采集模块的结构示意图，在本申请的一个实施例中，对于四路时间戳数据，可编程逻辑单元内例如可以采用8个块随机存储器BLOCK_RAM对采集的四路轮速时间戳进行缓存，其中每4个BLOCK_RAM为一组。2组BLOCK_RAM在缓存时间戳数据时可以通过乒乓切换的方式，进行2级缓冲，从而保证数据流的连续性与同步性；应当理解上述实施例仅为示例性说明，也可以采用3组或4组或更多组的块随机存储器进行乒乓切换，具体采用的方式可以根据用户需要灵活调整，并不以上述实施例给出的为限。

在本申请的实施例中，4路BLOCK_RAM共用一个计时器1321，每个轮速上升沿均会记录一个时间值作为该轮速的一个时间戳值。如图3所示，在本申请的一个实施例中，每路数据采集模块的输入端均连接一个轮速传感器，并且通过每个数据采集模块共用同一计时器1321的方式，保证了采集精度和采集准确率，采集过程中每间隔预设时间间隔，会通过总线协议（Advanced eXtensible Interface，AXI）向SOC的外部中断通知SOC采集程序中的采集处理流程，进行数据同步处理，预设时间间隔例如可以为10ms。Soc中使用mmap地址映射的方式进行地址总线的内存访问，完成从BLOCK_RAM到SOC使用的DDR3内存的拷贝，本申请中SOC通过AIX总线对FPGA芯片进行了在线重构，从而可以实现FPGA芯片的动态功能变化。

示例地，在另一些可能的实施例中，可编程逻辑单元还包括：内存和触发器，触发器连接SOC，每组块随机存储器连接内存，以使得SOC可以基于触发器输出的同步触发信号，每间隔预设时间将每组块随机存储器中缓存的轮速时间戳同步至内存中；在一些可能的实施例中，预设时间例如可以为10ms，应当理解上述实施例仅为示例性说明，具体预设时间的设置可以根据用户需要灵活调整，并不以上述实施例给出的为限。

可选地，在上述实施例的基础上，本申请实施例还可提供一种数据采集设备，图4为本申请一实施例提供的一种数据采集设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括转接线束和上述图1-图3任一的数据采集卡100，其中：

转接线束中的第一线束的一端连接控制器局域网CAN总线，第一线束的另一端连接数据采集卡中的CAN芯片，转接线束中的第二线束的一端连接轮速传感器，第二线束的另一端连接数据采集卡中的数据采集模块的输入端。

在本申请的实施例中，FPGA芯片逻辑端的BIT程序可以由Soc部分的软件系统进行动态加载，以适应不同的使用场合，其中SOC中采集CAN信号的模块可以选择使用普通CAN协议的IP核，也可以选择使用CANFD协议的IP核。外部触发信号的IO采集例如可以为硬线刹车信号，也可以在FPGA芯片的逻辑部分进行动态扩展，从而实现在不同的场合来设置不同的FPGA逻辑文件进行加载适配。SOC部分包含了CAN矩阵解析模块，通过外接上位机可以将CAN矩阵的基本信息输入到SOC中，并在SOC中生成矩阵信息文件保存在本地，在后续对数据进行采集时，可以根据需要选择不同的车型矩阵进行对存储在本地的数据进行解析和采集，从而实现不同车型的适配。

图4仅为包括数据采集卡的数据采集设备，因此带来的有益效果与上述图1-图3的数据采集卡带来的有益效果相同，本申请在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中，第一线束的一端连接在信号连接器之间的CAN总线上，第二线束的一端连接信号连接器上的轮速信号端，信号连接器的输入端连接四个轮速传感器，信号连接器的输出端连接车辆控制器。

在本申请的另一个实施例中，车辆控制器为车身稳定控制ESC控制器，信号连接器为ESC连接器，或者，车辆控制器可以为刹车防抱死系统ABS控制器，信号连接器可以为ABS连接器。

可选地，在上述实施例的基础上，本申请实施例还可提供一种数据采集方法，图5为本申请一实施例提供的一种数据采集方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：

S201：若数据处理模式为数据采集模式，则获取目标车型矩阵。

其中，不同的目标车型矩阵可能对应不同的采集模式，因此在确认数据采集模式后，需要获取当前的目标车型矩阵，使得后续可以根据当前目标车型矩阵对应的采集模式进行数据采集，从而使得数据采集可以应用于多种不同类型的车辆使用场景中，提高了本申请应用的灵活性。

S202：响应接收到的同步触发信号，根据目标车型矩阵，将采集的CAN信号进行解析，得到CAN解析数据。

在本申请的一个实施例中，SOC部分例如可以包含CAN矩阵解析模块，在使用过程中，通过外接上位机获取CAN矩阵的基本信息后，SOC根据获取的CAN信号生成CAN解析数据并保存在本地，在采集数据之前，可以根据需要选择不同的车型矩阵，并根据不同的车型矩阵对CAN信号进行解析，从而实现不同车型的适配。

S203：将CAN解析数据、各路轮速时间戳以及CAN信号进行存储。

在本申请的一个实施例中，例如可以以一定的采集频率进行数据采集，例如可以为10ms，随后将采集得到的CAN解析数据、各路轮速时间戳以及CAN信号以预设存储形式进行存储。

采用本申请提供的数据采集方法，使用FPGA芯片提高了汽车CAN数据的采集效率，并且数据采集容量大，精度高，并且增加了轮速时间戳的采集功能，弥补了现有技术中无法获取轮速时间戳的缺陷，并且本申请中可使用动态加载的功能适应不同的采集分析场合，节省CAN设备使用种类的个数。

可选地，在上述实施例的基础上，本申请实施例还可提供一种数据采集方法，如下结合附图对上述方法中存储的实现过程进行示例说明。图6为本申请另一实施例提供的一种数据采集方法的流程示意图，如图6所示，S203可包括：

S204：将CAN信号以第一格式进行存储。

S205：将各路轮速时间戳和CAN信号以第二格式进行存储。

S206：将CAN解析数据以第三格式进行存储。

在本申请的一个实施例中，CAN信号、各路轮速时间戳和CAN信号、CAN解析数据均有自己对应的特定存储格式，第一格式、第二格式和第三格式可以相同，也可以不同，具体根据用户需要灵活调整，各信号或数据分别以自己对应的特定存储格式存储在SOC的本地存储模块中，方便在后续数据采集时，直接采集到特定格式下的数据内容，无需再对数据采集后的数据进行解析处理，从而提高后续数据采集的效率。

可选地，在上述实施例的基础上，本申请实施例还可提供一种数据采集方法，如下结合附图对上述方法的实现过程进行示例说明。图7为本申请另一实施例提供的一种数据采集方法的流程示意图，如图7所示，该方法还可包括：

S207：若数据处理模式为数据回放模式，则获取目标车型矩阵。

其中，响应于数据回放的指令，切换当前数据处理模式为数据回放模式，数据回放的指令例如可以为外接设备，例如外接上位机或PC端发出的，用于指示当前需要获取数据到进行数据离线分析。

S208：将目标车型矩阵和从存储数据中选择的目标数据发送至外部设备进行数据回放。

在本申请的一个实施例中，数据回放时可以按照之前数据采集时的频率，或者更高的频率，通过预设网络服务将待回放数据对外发送，从而进行数据回放，加速ABS/ESC以及iTPMS项目的数据分析和故障排查。

示例地，在本申请的一个实施例中，例如可以采集预设频率，将目标车型矩阵和目标数据发送至外部设备进行数据回放，预设频率大于或等于同步触发信号对应的采集频率。

采用本申请提供的数据采集方法，不但使用FPGA芯片提高了汽车CAN数据的采集效率，并且数据采集容量大，精度高，此外还增加了轮速时间戳的采集功能，弥补了现有技术中无法获取轮速时间戳的缺陷，本申请中还可使用动态加载的功能适应不同的采集分析场合，节省CAN设备使用种类的个数，并通过数据回放功能还原原车信息。

下述结合附图对本申请所提供的数据采集装置进行解释说明，该数据采集装置可执行上述图1-图7任一数据采集方法，其具体实现以及有益效果参照上述，如下不再赘述。

图8为本申请一实施例提供的数据采集装置的结构示意图，如图8所示，该装置包括：获取模块301、解析模块302和存储模块303，其中：

获取模块301，用于若数据处理模式为数据采集模式，则获取目标车型矩阵；

解析模块302，用于响应接收到的同步触发信号，根据目标车型矩阵，将采集的CAN信号进行解析，得到CAN解析数据；

存储模块303，用于将CAN解析数据、各路轮速时间戳以及CAN信号进行存储。

可选地，存储模块303，具体用于将CAN信号以第一格式进行存储；将各路轮速时间戳和CAN信号以第二格式进行存储；将CAN解析数据以第三格式进行存储。

可选地，在上述实施例的基础上，本申请实施例还可提供一种数据采集装置，如下结合附图对上述图8给出的装置的实现过程进行示例说明。图9为本申请另一实施例提供的数据采集装置的结构示意图，如图9所示，该装置还包括：发送模块304，其中：

获取模块301，具体用于若数据处理模式为数据回放模式，则获取目标车型矩阵；

发送模块304，用于将目标车型矩阵和从存储数据中选择的目标数据发送至外部设备进行数据回放。

可选地，发送模块304，具体用于采集预设频率，将目标车型矩阵和目标数据发送至外部设备进行数据回放，预设频率大于或等于同步触发信号对应的采集频率。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC），或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统（system-on-a-chip，简称SOC）的形式实现。

可选地，本申请还提供一种程序产品，例如存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，包括程序，该程序在被处理器运行时执行上述方法对应的实施例。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（英文：processor）执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。