第一章绪论
在一些高精度的测量中,如语音测量、瞬态信号测量以及图像处理等,由于当前科研和工业生产水平的口益提高,使得对数据采集的速度也提高了要求。尤其是口益发展的雷达成像技术,大幅度提高的成像分辨率以及要求也愈高的动目标检测,使数据采集系统必须满足以下新要求:一、多通道,为了更好的定位分析目标,动目标的多个参数需要多通道的相同数据来准确分析;二、一致性,多个通道的一致性能直接对测目标的参数产生影响。因此,能实时稳定的存储采集到的高速海量的回波数据,存储装置也就必须满足更高要求:一、高速率,采样数据的存入速度必须要和其传输速度相匹配,;二、大容量,存储器的存储容量必须满足多个通道所接收的海量数据流;二、可靠性,在严苛的环境下,存储器必须能正常工作,数据也必须保障其正确,即使局部的存储介质遭到损坏,也不能对数据产生影响。目前设备都有便携性的需求,因此本课题针对以上需求,设计了一个高速率、大容量的小型数据采集存储系统,可以实现132MB/s的写入带宽和128GB的海量存储。
1.1采集技术的研究现状
当前的采集技术在国内外都发展得较为成熟。目前在诸多高端产品中,如频谱仪、示波器等仪器的采集水平在国外可达到几十GHz。最近Tektronixs公司发布新品推介会,会上推出了4款示波器[f2l,系列为DPO / DSA70000D。这4款示波器能在其4个通道都能达到33GHz的带宽,采样率可以达到100GS/s,这在当前业界内也是最高的水平,为测量多通道之间的最快电信号提供了最高精度。在众多中低端测量仪器中,可按分辨率、采样率以及通道数来进行分类。分辨率一般分有8位到16位;采样率低至几k,高达几G;通道数一般有单通道、两通道、4通道等。而国内由十集成电路技术及其他方面的一些制约,不管是在低端还是在高端,目前国内仍然没有很高水平的采集仪器。但是正是这种不平衡的发展状况,给予我们了更多的机遇和挑战。因此研制有自主知识产权的示波器或数据采集装置等测试计量仪器成为了当前诸多院校、研究单位甚至是公司的世纪命题。功能越来越全,种类越来越多的采集器应运而生,对雷达数据处理的技术支撑
1.2存储技术的研究现状
信息技术乃当今信息时代的根本,信息的存储与处理更是信息技术的重中之重[3]。而作为大容量数据信息安身立命之所的存储介质也是种类繁多、层出不穷。从最早的存储介质一一磁带,到当前计算机广泛使用的存储硬招‘以及目前主要使用的半导体存储介质,存储速度越来越快、存储容量越来越大。
第三章 采集存储系统的........ 32-52
3.1 FPGA 选型和介绍........ 32-36
3.1.1 FPGA 的选型 ........ 32
3.1.2 FPGA 的设计流程........ 32-34
3.1.3 Xilinx ISE 开发软件........ 34-36
3.2 采集卡 FPGA 设计........ 36-38
3.3 存储卡 FPGA 设计........ 38-43
3.4 逻辑设计中关键........ 43-52
3.4.1 交叉双平面页编程........ 43
3.4.2 流水线技术........ 43-44
3.4.3 ECC 校验技术 ........ 44-52
第四章 系统测试与结果........ 52-57
4.1 测试平台搭建........ 52
4.2 系统功能测试........ 52-57
4.2.1 Flash 存储速度测试........ 54-55
4.2.2 系统整体功能测试........ 55-57
第五章 总结与展望........ 57-59
5.1 总结........ 57
5.2 展望........ 57-59
总结
该毕业设计主要完成了对一套采集存储系统的研制,经过反复地测试,证明这套系统工作稳定目_对数据的采集存储回放功能正常,能够圆满地完成了数据的记录任务,其中包括系统方案的设计论证、各类芯片的选择、电路原理图的绘制、PCB板的制作、FPGA的开发及硬件电路的调试等工作。
本文在对存储数据和系统设计要求分析的基础上,考虑到系统的通用性及可扩展性,完成了对系统总体方案的设计。对采集存储系统中的各模块的电路设计及功能实现进行了详细阐述,并取得了一些关键设计成果:
1)产品结构采用插卡式,方便后期对产品的维护及扩展;
2)设计上利用差分信号进行数据传输,保证了高可靠性;
3)采用二星公司的大容量Flash芯片K9WBG08U1M进行数据的存储,其单个芯片的容量为4GByte s,存储板上共分布了32片Flash芯片,存储容量可达128GBytes具有重量轻、体积小及相对容量大等优点;
参考文献
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