数据处理装置、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及以太网通信技术领域，尤其涉及一种数据处理装置、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

车载以太网的接口是单对双绞线，传统的以太网接口需要四对双绞线进行数据传输，而个人计算机使用的为传统以太网接口，在开发和调试车载设备时，需要将个人计算机的以太网接口与车载以太网接口进行连接，目前一般通过以太网转换装置进行转换，现有的以太网转换装置的以太网端口速率固定，只支持百兆以太网和普通以太网的切换，或者只支持千兆以太网和普通以太网的切换，在车载以太网标准不同时，需要使用不同的转换装置。

发明内容

本申请实施例提供一种数据处理装置、方法、电子设备及存储介质，用以缓解当前的数据处理装置中无法适配多种场景，灵活性较差的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：

本申请提供一种数据处理装置，包括FPGA芯片、MCU芯片控制模块与转发芯片，所述转发芯片包括第一类型转发芯片与第二类型转发芯片，所述第一类型转发芯片和第二类型转发芯片为速率自适应PHY芯片；

所述第一类型转发芯片的第一端为车载以太网接口，所述第一类型转发芯片的第二端与所述控制模块连接；所述第二类型转发芯片的第一端为普通以太网接口，所述第二类型转发芯片的第二端与所述控制模块连接；

所述第一类型转发芯片与所述第二类型转发芯片一一对应，所述第一类型转发芯片被配置为：通过所述车载以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收所述控制模块发送的数据并通过所述车载以太网接口发送；所述第二类型转发芯片被配置为：通过所述普通以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收所述控制模块发送的数据并通过所述普通以太网接口发送；

所述控制模块被配置为：接收所述第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收所述第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

本申请还提供一种数据处理方法，应用于数据处理装置中，所述数据处理装置包括控制模块与转发芯片，所述转发芯片包括第一类型转发芯片与第二类型转发芯片，所述第一类型转发芯片与所述第二类型转发芯片一一对应，所述第一类型转发芯片的第一端为车载以太网接口，所述第一类型转发芯片的第二端与所述控制模块连接；所述第二类型转发芯片的第一端为普通以太网接口，所述第二类型转发芯片的第二端与所述控制模块连接；所述方法包括：

接收所述第一类型转发芯片发送到所述控制模块的数据，并转发到所述第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收所述第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行上述数据处理方法中的步骤。

有益效果：本申请提供一种数据处理装置、方法及存储介质，该装置包括控制模块、第一类型转发芯片与第二类型转发芯片，第一类型转发芯片接收数据并发送到控制模块，控制模块将数据发送到第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；第二类型转发芯片接收数据并发送到控制模块，控制模块将数据发送到第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片；第一类型转发芯片和第二类型转发芯片为速率自适应PHY芯片，通过第一类型转发芯片和第二类型转发芯片，可以自适应切换百兆/千兆车载以太网和普通以太网的转换，以适应多种应用场景，提高了数据处理装置了应用灵活性和使用便捷性。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图。

图8为本申请实施例中提供的SPI通讯时序示意图。

图9为本申请提供的数据处理方法的流程图。

图10为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。

车载以太网是一种用以太网连接车内电子控制单元的新型局域网技术。与普通以太网技术采用4对非屏蔽双绞线传输数据不同，车载以太网是在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbps以及1Gbps，甚至更高速的数据传输。相比普通的以太网，能够更加适应车辆环境，满足汽车行业对高可靠性，低电磁辐射，低功耗，带宽分配，低延迟以及同步实时性等方面的要求。

基于车载以太网的快速发展，为了支持车载局域网和普通局域网数据的交互，车载以太网和普通局域网数据的交互，车载以太网和普通以太网之间急需要数据处理装置进行数据的传输。

本申请实施例提供一种数据处理装置、方法、及计算机可读存储介质，其中，该数据处理装置可以直接集成在车载设备中，也可以不集成在车载设备中，该数据处理装置可以作为外接装置直接与车载设备连接，进行数据处理。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图，数据处理装置包括控制模块与转发芯片，转发芯片包括第一类型转发芯片与第二类型转发芯片，第一类型转发芯片和第二类型转发芯片为速率自适应PHY芯片；第一类型转发芯片的第一端为车载以太网接口，第一类型转发芯片的第二端与控制模块连接；第二类型转发芯片的第一端为普通以太网接口，第二类型转发芯片的第二端与控制模块连接；第一类型转发芯片与第二类型转发芯片一一对应，第一类型转发芯片被配置为：通过车载以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收控制模块发送的数据并通过车载以太网接口发送；第二类型转发芯片被配置为：通过普通以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收控制模块发送的数据并通过普通以太网接口发送；控制模块被配置为：接收第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

在一种实施例中，普通以太网接口为RJ45接口，在其他实施方式中，普通以太网接口可以使用常见的以太网接口类型，比如RJ11接口等。下文，为方便理解，普通以太网接口类型选用RJ45接口，将普通以太网记为RJ45以太网，所涉及的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制。

在一种实施例中，第一类型转发芯片为车载以太网PHY芯片，第二类型转发芯片为普通以太网PHY芯片，如图1所示，第一类型转发芯片与第二类型转发芯片的数量均为1个，车载以太网PHY芯片一端为车载以太网接口，与车载以太网T1_0连接，另一端通过控制模块与普通以太网PHY芯片连接，普通以太网PHY芯片一端为普通以太网接口，与普通以太网RJ45_0连接，实现车载以太网T1_0与普通以太网RJ45_0的互通交互，即普通以太网可抓取对端的车载以太网的所有报文并发出，车载以太网也可获取对端的普通以太网的所有报文并发出。

在一种实施例中，如图2所示，第一类型转发芯片与第二转发芯片的数量均为2个，2个第一类型转发芯片分别记为第一转发芯片Tcar PHY-1、第二转发芯片Tcar PHY-2，2个第二类型转发芯片分别记为第三转发芯片RJ45 PHY-1、第四转发芯片RJ45 PHY-2。TcarPHY-1一端为车载以太网接口，与车载以太网T1_1连接，另一端通过控制模块与RJ45 PHY-1连接，RJ45 PHY-1一端为普通以太网接口，与普通以太网RJ45_1连接，Tcar PHY-2一端为车载以太网接口，与车载以太网T1_2连接，另一端通过控制模块与RJ45 PHY-2连接，RJ45PHY-2一端为普通以太网接口，与普通以太网RJ45_2连接。车载设备连接T1_1、T1_2，上位机连接RJ45_1、RJ45_2。此时，车载以太网T1_1和车载以太网T1_2不进行互通交互，普通以太网RJ45_1和车载以太网T1_1直接互通交互，普通以太网RJ45_2和车载以太网T1_2直接互通交互。

一般，PHY芯片接收电、光等模拟信号，经过解调和A/D转换后通过MII接口将信号交给MAC芯片进行处理，收到MAC芯片发来的数据，进行处理，将并行数据转换为串行流数据，再按照物理层的编码规则将数据编码，再变为模拟信号将数据发送出去。在本申请中，没有MAC芯片，直接由控制模块将PHY芯片转换后的数据进行转发，使用PHY to PHY的形式进行车载以太网和普通以太网的数据转换。

第一类型转发芯片与第二类型转发芯片为速率自适应PHY芯片，根据其自协商模式，可以实现百兆千兆自适应切换，既能进行百兆车载以太网和普通以太网的转换，也能进行千兆车载以太网和普通以太网的转换。在自协商模式中，第一类型转发芯片与车载设备进行自协商，第二类型转发芯片与上位机进行自协商，且第一类型转发芯片将普通以太网信号的自协商能力存储下来，第二类型转发芯片将普车载以太网信号的自协商能力存储下来，第一类型转发芯片与第二类型转发芯片将自己根据自己与对方的自协商能力值，自动将传输速率调节到两者同时具备的最大速度和双工模式。例如，当普通以太网和车载以太网数据的网络环境能达到100M时，数据处理装置可以支持百兆车载以太网和普通以太网的切换，当普通以太网和车载以太网数据的网络环境能达到1000M时，数据处理装置可以支持千兆以太网和普通以太网的切换。

本申请实施例实现了百兆模式、千兆模式自适应的车载以太网和普通以太网的转换，不管被测车载设备端口是百兆还是千兆模式，本申请对接的端口都会去自适应被测设备端口的速率模式，有效提高了产品的应用灵活性，以及客户使用便捷性。而且，可以通过增加第一类型转发芯片和第二类型转发芯片的数量，实现多路的数据转换。

在一种实施例中，转发芯片包括2个第一类型转发芯片和2个第二类型转发芯片，控制模块设置有第一收发模式和第二收发模式；当控制模块被设置为第一收发模式时，控制模块被配置为：接收第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片；当控制模块被设置为第二收发模式时，控制模块被配置为：在2个第二类型转发芯片中选择一个第二类型转发芯片作为监控芯片；接收2个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，将一个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据转发到另一个第一类型转发芯片，将2个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据均转发到监控芯片。

与现有技术相比，本申请实施例中数据处理装置有两种收发模式，第一收发模式即传统意义上的车载以太网-普通以太网转换装置，能够进行车载以太网和普通以太网的转换，实现不同媒体间的数据转换；第二收发模式实际上是一个数据采集模式，两个车载设备之间通过车载以太网进行通讯，即通过两个第一类型转发芯片相互传输数据，同时，上位机可以同时监听获取这两个车载设备的数据，从而可在不改变两路车载以太网数据的情况下，在一个数据流中传递两路车载以太网的数据，以便于后续设备针对两路车载以太网的数据分析，例如针对于一些有数据同步性要求的数据分析工作，再例如可用于对两路数据进行数据正确性的验证等等。

本申请的数据处理装置支持两种收发模式。在一种实施例中，可以通过多种方式，使得控制模块被配置为第一收发模式或第二收发模式，例如，可以通过上位机连接控制模块，对控制模块加载的应用程序进行控制，或者，通过上位机向控制模块下发控制信号进行控制，或者，设置两个按键，分别对应第一收发模式与第二收发模式，通过按键控制两种收发模式的开启/停止。还可以是自动配置，例如，当2个第二类型转发芯片对应的普通以太网接口均有连接时(2个普通以太网接口与交换机连接，通过交换机再与上位机连接，或者2个普通以太网接口分别连接上位机)，此时自动配置为第一收发模式，当2个第二类型转发芯片中仅有一个第二类型转发芯片对应的普通以太网接口与上位机连接时，此时自动配置为第二收发模式。一般，在第二收发模式下，将与上位机所连接第二类型转发芯片作为监控芯片。

在一种实施例中，控制模块包括2个第一控制单元和2个第二控制单元，2个第一控制单元与2个第一类型转发芯片一一对应，2个第二控制单元与2个第二类型转发芯片一一对应，2个第一控制单元与2个第二控制单元一一对应；

在第一收发模式下，第一控制单元被配置为：从第一控制单元所对应的第一类型转发芯片接收数据并将数据存储至第一控制单元的存储区，从第一控制单元所对应的第二控制单元的存储区中取出数据并发送到第一控制单元所对应的第一类型转发芯片；第二控制单元被配置为：从第二控制单元所对应的第二类型转发芯片接收数据并将数据存储至第二控制单元的存储区，从第二控制单元所对应的第一控制单元的存储区中取出数据并发送到第二控制单元所对应的第二类型转发芯片；

在第二收发模式下，从2个第二类型转发芯片中选择一个第二类型转发芯片作为监控芯片，与监控芯片对应的第二控制单元作为监控单元，第一控制单元被配置为：从第一控制单元所对应的第一类型转发芯片接收数据并将数据存储至第一控制单元的存储区，从另一个第一控制单元的存储区中取出数据并发送到该第一控制单元所对应的第一类型转发芯片；所述监控单元被配置为：轮询两个第一控制单元的存储区，在第一控制单元的存储区非空时从第一控制单元的存储区中取出数据并发送到监控芯片，在第一控制单元的存储区为空时查询另一个第一控制单元的存储区。一种实施例中，如图3所示，两个第一控制单元分别记为第一控制器Tcar-1 Ctrl和第二控制器Tcar-2 Ctrl，两个第二控制单元分别记为第三控制器RJ45-1Ctrl和第四控制器RJ45-2 Ctrl。第一转发芯片Tcar PHY-1与第一控制器Tcar-1 Ctrl相对应，第二转发芯片Tcar PHY-2与第二控制器Tcar-2 Ctrl相对应，第三转发芯片RJ45 PHY-1与第三控制器RJ45-1 Ctrl相对应，第四转发芯片RJ45 PHY-2与第四控制器RJ45-2 Ctrl相对应，第一控制器Tcar-1Ctrl与第三控制器RJ45-1 Ctrl相对应，第二控制器Tcar-2 Ctrl与第四控制器RJ45-2 Ctrl相对应。

在一种实施例中，如图4、图5所示，第一控制单元的存储区为FIFO缓存区，第二控制单元的存储区为FIFO缓存区；FIFO是一种先进先出的数据缓存器，易于使用，读写速度快，可以保证数据的时序性。

当装置工作在第一收发模式下时，实际只进行端对端的数据转换，数据通路为第一类型转发芯片-第一控制单元-第二控制单元-第二类型转发芯片；当装置工作在第二收发模式下时，一方面两个车载设备之间需要进行通信，另一方面上位机需要抓取数据，数据通路有两条，如图5所示，一是第一转发芯片-第一控制器-第二控制器-第二转发芯片，二是第一控制器/第二控制器-监控芯片。因此，针对第二收发模式，第一控制单元需要至少2个FIFO缓存区，而针对第一收发模式，第二控制单元只需一个FIFO缓存区即可。

在一种实施例中，在第一收发模式下，第一控制单元使用1个FIFO缓存区，如图4所示，第一控制器Tcar-1 Ctrl从第一转发芯片Tcar PHY-1接收数据并将数据存储在第一控制器Tcar-1 Ctrl的FIFO缓存区，第一控制器Tcar-1 Ctrl从第三控制器RJ45-1 Ctrl的FIFO缓存区中取出数据并发送到第一转发芯片Tcar PHY-1；第二控制器Tcar-2 Ctrl从第二转发芯片Tcar PHY-2接收数据并将数据存储在第二控制器Tcar-2 Ctrl的FIFO缓存区，第二控制器Tcar-2 Ctrl从第四控制器RJ45-2 Ctrl的FIFO缓存区中取出数据并发送到第二转发芯片Tcar PHY-2；第三控制器RJ45-1 Ctrl从第三转发芯片RJ45PHY-1接收数据并将数据存储在第三控制器RJ45-1 Ctrl的FIFO缓存区，第三控制器RJ45-1 Ctrl从第一控制器Tcar-1 Ctrl的FIFO缓存区中取出数据并发送到第三转发芯片RJ45 PHY-1；第四控制器RJ45-2 Ctrl从第四转发芯片RJ45 PHY-2接收数据并将数据存储在第四控制器RJ45-2Ctrl的FIFO缓存区，第四控制器RJ45-2 Ctrl从第二控制器Tcar-2 Ctrl的FIFO缓存区中取出数据并发送到第四转发芯片RJ45 PHY-2。此时，车载以太网T1_1和车载以太网T1_2不互通交互，普通以太网RJ45_1和车载以太网T1_1互通交互，普通以太网RJ45_2和车载以太网T1_2互通交互，即普通以太网可抓取对端的车载以太网的所有报文并发出，车载以太网也可获取对端的普通以太网的所有报文并发出。

在一种实施例中，在第二收发模式下，第一控制单元设有2个FIFO缓存区，第一控制单元被配置为：从第一控制单元所对应的第一类型转发芯片接收数据并将数据同时存储至第一控制单元的第一FIFO缓存区和第二FIFO缓存区，从另一个第一控制单元的第一FIFO缓存区中取出数据并发送到该第一控制单元所对应的第一类型转发芯片；监控单元被配置为：轮询两个第一控制单元的第二FIFO缓存区，在第一控制单元的第二FIFO缓存区非空时从第一控制单元的第二FIFO缓存区中取出数据并发送到监控芯片，在第一控制单元的第二FIFO缓存区为空时查询另一个第一控制单元的第二FIFO缓存区。

在一种实施方式下，在第二收发模式下，第一控制单元使用2个FIFO缓存区，如图5所示，第一控制器Tcar-1 Ctrl从第一转发芯片Tcar PHY-1接收数据并将数据同时存储在第一控制器Tcar-1 Ctrl的第一FIFO缓存区和第二FIFO缓存区，第一控制器Tcar-1 Ctrl从第二控制器Tcar-2 Ctrl的第一FIFO缓存区中取出数据并发送到第一转发芯片Tcar PHY-1；第二控制器Tcar-2 Ctrl从第二转发芯片Tcar PHY-2接收数据并将数据同时存储在第二控制器Tcar-2 Ctrl的第一FIFO缓存区和第二FIFO缓存区，第二控制器Tcar-2 Ctrl从第一控制器Tcar-1 Ctrl的第一FIFO缓存区中取出数据并发送到第二转发芯片Tcar PHY-2；第三转发芯片RJ45 PHY-1作为监控芯片，与第三转发芯片RJ45 PHY-1相对应的第三控制器RJ45-1 Ctrl作为监控单元，第四控制器RJ45-2 Ctrl不工作。第三控制器RJ45-1 Ctrl轮询第一控制器Tcar-1 Ctrl的第二FIFO缓存区和第二控制器Tcar-2 Ctrl的第二FIFO缓存区，可以按固定时间间隔依次查询第一控制器的第二FIFO缓存区和第二控制器的第二FIFO缓存区，或者，按照固定顺序轮流查询第一控制器的第二FIFO缓存区和第二控制器的第二FIFO缓存区。对于第三控制器RJ45-1 Ctrl当前访问的第二FIFO缓存区，如果当前访问的第二FIFO缓存区非空，则从中取出数据并发送到第三转发芯片RJ45 PHY-1，如果当前访问的第二FIFO缓存区为空，则不执行操作，查询另一个控制器的第二FIFO缓存区。此时，车载以太网T1_1和车载以太网T1_2互通交互，且普通以太网(RJ45_1)可同时抓取车载以太网T1_1、车载以太网T1_2的所有报文并发出。

在一种实施例中，所述FIFO缓存区包括数据FIFO与旁路FIFO，数据FIFO被配置为接收以太网数据报文，所述旁路FIFO被配置为接收发送完成指令。当一个所述数据FIFO接收完一个完整的以太网数据报文后，生成发送完成指令并存储到对应的旁路FIFO中。具体的，以第一转发芯片和第一控制器为例，当第一转发芯片开始接收数据时，第一控制器检测到数据接收位有效，将第一转发芯片接收的数据压入第一控制器的数据FIFO，当数据传输完成后，第一控制器检测到数据接收位失效，生成一个发送完成指令并压入第一控制器的旁路FIFO中。这样，可以直接通过查询旁路FIFO来判断数据FIFO是否为空。在第二收发模式下，所述监控单元轮询两个第一控制单元的旁路FIFO，对于当前访问的旁路FIFO，在旁路FIFO非空时从其对应的数据FIFO中取出数据并发送到监控芯片，在旁路FIFO为空时，跳过，不执行操作，转去查询另一个第一控制单元的旁路FIFO。本申请支持两种收发模式，两种收发模式可以进行切换，使产品的应用场景更多，能够应对客户的不同需求，有效提高了产品的应用灵活性。

在一种实施例中，如图6所示，控制模块包括FPGA芯片(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)和MCU芯片(Microcontroller Unit，单片微型计算机或者单片机)，FPGA芯片与MCU芯片相连，MCU芯片被配置为下发目标配置指令至FPGA芯片，FPGA芯片被配置为根据接收的目标配置指令设置为第一收发模式或第二收发模式，第一类型转发芯片与FPGA芯片相连，第二类型转发芯片与FPGA芯片相连。

本申请通过FPGA芯片对数据业务进行管理，通过MCU芯片对控制接口进行管理，MCU芯片和FPGA芯片的搭配使用，使其配置更加灵活，操作更加便捷。

所述MCU芯片与所述第一类型转发芯片相连，所述MCU芯片被配置为下发第一配置信号至第一类型转发芯片并自所述第一类型转发芯片读取芯片状态，所述第一类型转发芯片被配置为根据接收的第一配置信号进行初始化和配置更改；所述MCU芯片与所述第二类型转发芯片相连，所述MCU芯片被配置为下发第二配置信号至第二类型转发芯片并自所述第二类型转发芯片读取芯片状态，所述第二类型转发芯片被配置为根据接收的第二配置信号进行初始化和配置更改。

MCU芯片设有第一通信接口与第二通信接口，所述第一通信接口用于实现MCU芯片与所述第一类型转发芯片和第二类型转发芯片的连接，所述第二通信接口用于实现所述MCU芯片与所述FPGA芯片的连接。

第一配置信号和第二配置信号通过第一通信接口发送。在一种实施例中，第一通信接口可以是MDIO接口，MDIO接口分别用于与第一类型转发芯片、第二类型转发芯片连接，即MCU与车载以太网PHY和普通以太网PHY的通信接口为MDIO。上电后通过MCU芯片完成对PHY芯片的初始化，通过上位机可实时更改PHY芯片的配置以及获取PHY芯片的最新状态。

在一种实施例中，第二通信接口可以是SPI接口，在SPI通讯协议中，MCU芯片为SPIMaster(SPI主设备)，FPGA芯片为SPI Slave(SPI从设备)，MCU芯片通过SPI接口可以实时控制FPGA内部寄存器，内部寄存器存储了FPGAID，版本号，编译时间等基本信息。MCU芯片还可通过SPI接口及芯片内部总线操作FPGA芯片的内部寄存器来控制LED指示灯的状态，外界可以通过LED指示灯判断当前FPGA芯片的状态，比如开关、第一收发模式、第二收发模式，MCU芯片还可通过SPI接口及芯片内部总线操作FPGA芯片的内部寄存器来进行第一收发模式或第二收发模式的模式设定等。FPGA芯片也可以通过寄存器从MCU芯片获取以太网端口的link(连接状态)与speed(传输速率)等，以用于FPGA芯片内部逻辑的构建，在百兆和千兆模式下分别调整内部数据发送和存储逻辑。SPI通讯协议支持16位地址，16位数据读写操作，片选拉低有效，读写位‘1’为读，‘0’为写，地址和数据位先传高位再传地位。如图8所示，CS信号为使能信号(片选信号)，SCK为时钟信号，MCU芯片现将CS信号拉低，以保证PFGA芯片开始接收数据，当FPGA芯片检测到时钟信号的边沿信号时，FPGA芯片立即读取数据线上的信号，这样就得到了一位数据(1bit)。MOSI表示主设备数据输出，MCU芯片的MOSI信号为输出模式，PFGA芯片的MOSI信号为输入模式；MISO表示主设备数据输入，MCU芯片的MISO为输入模式，PFGA芯片的MISO为输出模式。

在一种实施例中，MCU芯片还包括Uart端口，Uart端口为USB转Type-C端口类型，MCU芯片通过Uart端口可以与PC等上位机连接，通过上位机对MCU芯片进行控制，进而实现对整个装置的控制。MCU芯片还包括JTAG接口，MCU芯片从外部SPI Flash中获取FPGA最新版本，通过JTAG接口加载FPGA固件；并且，MCU芯片可以将当前配置保存在SPI Flash芯片中(支持自动保存或手动保存)，再次上电后会从SPI Flash芯片中获取断电前保存的配置，同时也支持恢复出厂设置，即Rst复位。此外，还可以在外部Flash芯片保存固件版本，通过JTAG接口和外部Flash芯片对FPGA固件和MCU固件进行在线升级。

在一种实施例中，如图7所示，FPGA芯片包括4个接口转换模块，2个第一类型转发芯片和2个第二类型转发芯片与4个接口转换模块一一对应，接口转换模块被配置为进行RGMII接口标准与GMII接口标准的相互转换，记为RGMII<->GMII模块。

RGMII接口(Reduced Gigabit Media-Independent Interface)和GMII接口(Gigabit Media-Independent Interface)是两种以太网接口标准，这两种接口都用于传输以太网数据。GMII将数据和控制信号分别传输到PHY芯片，使用8位并行接口，GMII在一个时钟周期内传输8位，其中上升沿传8位，下降沿不传；RGMII将数据和控制信号结合在一起，使用4位并行接口，在一个时钟周期内传输8位，其中上升沿传4位，下降沿传4位。相较于GMII，使用RGMII接口可以减少用于传输数据和控制信号的总线宽度，从而节省了物理接口的引脚数量，在板级设计上节省空间。

RGMII接口(Reduced GMII接口)是简化的GMII接口。GMII接口提供了8位数据通道，在实现1000Mbps的数据传输速率时，时钟为125MHz。RGMII接口相对于GMII接口，在TXD(数据发送引脚)和RXD(数据接收引脚)上总共减少了8根数据线，在1000Mbps传输速率下，时钟频率为125Mhz，发送数据线/接收数据线在时钟信号的上升沿发送/接收GMII接口中的TXD[3:0]/RXD[3:0]，在时钟信号的下降沿发送/接收GMII接口中TXD[7:4]/RXD[7:4](发送数据线在上升沿发送4bit数据，下降沿发送4bit数据，接收数据线在上升沿接收4bit数据，下降沿接收4bit数据)，并且信号GTX_CLK(发送端时钟信号)反映了TX_EN(使能)和TX_ER(发送数据错误)的状态，即GTX_CLK上升沿发送TX_EN，下降沿发送TX_ER。同样，对于RX_CLK(接收端时钟信号)，在RX_CLK上升沿发送RX_EN(使能)，下降沿发送RX_ER(发送数据错误)。

对于FPGA芯片来说，在125MHz时钟下用一个时钟的上升沿来做处理更稳定，考虑到如果时钟频率增大到250MHz时对时序要求更高，可能会带来一些稳定性问题，因而，基于RGMII的特性，为了方便数据的处理和时序的稳定，本申请采用RGMII<->GMII模块，进行RGMII接口和GMII接口的相互转换，方便数据的处理和时序的稳定，且减少板卡设计复杂度。

在RGMII和GMII之间进行转换可以通过一个中间的转换电路来实现。这个转换电路可以将RGMII接口和GMII接口之间的数据和时钟进行转换。当从RGMII接口转换为GMII接口时，将高速率的RGMII数据和时钟转换为GMII的更低速率，以适应GMII接口的传输速率。当从GMII接口转换为RGMII接口时，则将GMII接口的数据和时钟转换为RGMII的高速率。

在一种实施例中，第一收发模式可以称为bypass模式，在bypass模式下，车载以太网T1_1和车载以太网T1_2不进行数据交互，普通以太网RJ45_1和车载以太网T1_1直接交互，普通以太网RJ45_2和车载以太网T1_2直接交互，即普通以太网可抓取对端的车载以太网的所有报文并发出，车载以太网也可获取对端的普通以太网的所有报文并发出。

以普通以太网抓取车载以太网报文为例，实现逻辑如下，通过车载以太网PHY芯片接收车载以太网数据，通过FPGA芯片的RGMII<->GMII模块转换后，FPGA芯片检测到车载端GMII接口RX_EN信号有效后，将RXD[7:0]数据压入FPGA芯片内部FIFO中，由于一般的以太网报文长度为64B到1518B之间，故设置该FIFO深度为4096，数据长度为8bit，最多能保证同时缓存2帧最长以太网报文，在RX_EN信号失效后，表示车载以太网端传完了一个完整的以太网报文，FPGA使能TX_EN，按照以太网帧传输最小帧间隙96字节，将FIFO中的缓存的数据依次搬出，通过RGMII<->GMII模块后通过普通以太网PHY芯片转发，普通以太网接口可以直接连接PC端或者域控端，实现对车载以太网数据的抓取和获取。

第二收发模式可以称为mirror模式，车载以太网T1_1和车载以太网T1_2可以实现数据的交互，且普通以太网(RJ45_1)可同时抓取车载以太网T1_1和车载以太网T1_2的所有报文并发出；

如图7所示，第三转发芯片RJ45 PHY-1作为监控芯片，mirror模式实现逻辑如下，普通以太网不对车载以太网的报文做拆分和解析，按照轮询的方式分别转发车载以太网T1_1/车载以太网T1_2的报文到普通以太网RJ45_1，普通以太网RJ45_1可以连接PC端或者域控监控车载以太网的报文，mirror模式下，FPGA芯片接收车载以太网报文的逻辑与bypass模式的逻辑类似，只是使用了2个FIFO，分别将两路车载以太网的数据压入两路数据FIFO中，同时当接收完一个完整以太网数据报文后，将完成信息指令压入一个旁路FIFO中，该旁路FIFO非空即表示缓存了对应以太网端口的数据，FPGA轮询两路旁路FIFO的非空状态，分别从数据FIFO中取出数据，按照最小帧间隙，通过普通以太网转发，实现同时对两路车载以太网报文的抓取和监控。

利用bypass模式，可以实现对端的普通以太网与车载以太网之间数据的传递，实现不同媒体之间的数据转换；利用mirror模式，可以实现车载以太网端口的旁路监控功能，使用普通以太网抓取两个车载以太网的数据，从而可在不改变两路车载以太网数据的情况下，在一个数据流中传递两路车载以太网的数据，以便于后续设备针对两路车载以太网的数据分析，例如针对于一些有数据同步性要求的数据分析工作，mirror功能的数据链路下，可有效满足需求，再例如可用于对两路数据进行数据正确性的验证等等。

可以理解的是，对于第一控制单元和第二控制单元，第一收发模式下的FIFO缓存区与第二收发模式下的缓存区可以复用，也可以相互独立，如图7所示，图7同时示出了第一收发模式和第二收发模式的数据链路，图中第一收发模式下的FIFO缓存区与第二收发模式下的缓存区相互独立，上述细节并不限制本申请必须采用上述具体的细节实现，比如，通过逻辑控制，在第二收发模式下使用第一收发模式所使用的FIFO缓存区。

进一步地，本申请还提供了一种数据处理方法，该方法应用于上述实施例提供的数据处理装置，图9为本申请提供的数据处理方法的流程图，该方法包括以下步骤：

接收所述第一类型转发芯片发送到所述控制模块的数据，并转发到所述第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收所述第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

在一种实施例中，转发芯片包括2个第一类型转发芯片和与2个第二类型转发芯片，控制模块设置有第一收发模式和第二收发模式；

在第一收发模式下，接收第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片；

在第二收发模式下，在2个第二类型转发芯片中选择一个第二类型转发芯片作为监控芯片；接收2个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，将一个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据转发到另一个第一类型转发芯片，将2个第一类型转发芯片发送到控制模块的数据均转发到监控芯片。

相应的，本申请实施例还提供一种电子设备，如图10所示，该电子设备可以包括射频(RF，Radio Frequency)电路101、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器102、输入单元103、显示单元104、传感器105、音频电路106、WiFi模块107、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器108、以及电源109等部件。本领域技术人员可以理解，图10中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

射频电路101可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器108处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。存储器102可用于存储软件程序以及模块，处理器108通过运行存储在存储器102的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及虚拟机的备份。输入单元103可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与客户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

显示单元104可用于显示由客户输入的信息或提供给客户的信息以及服务器的各种图形客户接口，这些图形客户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。

例如，可以显示快速傅里叶变换的分析结果，原始音频文件与快速傅里叶变换后的频率数值，原始音频文件与快速傅里叶变换后的幅值数值，频率误差数值、幅值误差数值，以及PWM信号对比结果。

电子设备还可包括至少一种传感器105，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。音频电路106包括扬声器，扬声器可提供客户与电子设备之间的音频接口。

WiFi属于短距离无线传输技术，电子设备通过WiFi模块107为客户提供了无线的宽带互联网随访。虽然图10示出了WiFi模块107，但是可以理解的是，其并不属于电子设备的必须构成，完全可以根据需要在不改变申请的本质的范围内而省略。

处理器108是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器102内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器102内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而进行整体监控。

处理器108可以包括控制芯片与转发芯片，转发芯片包括第一类型转发芯片与第二类型转发芯片，第一类型转发芯片与第二类型转发芯片为速率自适应PHY芯片；第一类型转发芯片的第一端为车载以太网接口，第一类型转发芯片的第二端与控制模块连接；第二类型转发芯片的第一端为普通以太网接口，第二类型转发芯片的第二端与控制模块连接；第一类型转发芯片与第二类型转发芯片一一对应，第一类型转发芯片被配置为：通过车载以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收控制模块发送的数据并通过车载以太网接口发送；第二类型转发芯片被配置为：通过普通以太网接口接收数据并发送到控制模块，接收控制模块发送的数据并通过普通以太网接口发送；控制模块被配置为：接收第一类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。电子设备还包括给各个部件供电的电源109(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器108逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，电子设备还可以包括蓝牙模块等，在此不再赘述。具体在本实施例中，服务器中的处理器108会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器102中，并由处理器108来运行存储在存储器102中的应用程序，从而实现以下功能：

接收所述第一类型转发芯片发送到所述控制模块的数据，并转发到所述第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收所述第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文的详细描述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过计算机程序来完成，或通过计算机程序控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条计算机程序，该计算机程序能够被处理器执行，以实现以下功能：

接收所述第一类型转发芯片发送到所述控制模块的数据，并转发到所述第一类型转发芯片对应的第二类型转发芯片；接收所述第二类型转发芯片发送到控制模块的数据，并转发到所述第二类型转发芯片对应的第一类型转发芯片。

其中，该计算机可读存储介质可以包括：

只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

由于该计算机可读存储介质中所存储的计算机程序，可以执行本申请实施例所提供的任一种用于数据处理方法中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一种用于电子设备的数据处理方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的数据处理装置、方法、电子设备和计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。