一種高速數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求日益提高，在雷達(dá)、聲納、軟件無(wú)線電、瞬態(tài)信號(hào)測(cè)量等一些高速、高精度的測(cè)量中，需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。高速數(shù)據(jù)采集對(duì)信號(hào)完整性信號(hào)干擾、高速PCB布線及數(shù)據(jù)處理和高速實(shí)時(shí)存儲(chǔ)要求極高，而其應(yīng)用環(huán)境又往往非常復(fù)雜，所以在目前的實(shí)際應(yīng)用中，很難找到一種既能進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集、又能大容量存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以保證能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高速數(shù)據(jù)采集。 在此背景下，本文提出了一種高速數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)的解決方案，將嵌

2、入式微處理器及大容量ATA硬盤(pán)直接嵌入具有PCI總線及USB總線的采集卡上，實(shí)現(xiàn)既可聯(lián)機(jī)運(yùn)行也可脫機(jī)運(yùn)行的高速數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)系統(tǒng)。 本文先介紹了高速數(shù)據(jù)采集的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和體系結(jié)構(gòu)，對(duì)照傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，探討了體系結(jié)構(gòu)中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。其中，海量高速存儲(chǔ)技術(shù)是本方案的關(guān)鍵，通過(guò)分析高速．AD轉(zhuǎn)換技術(shù)、大容量緩存、海量存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸和控制等關(guān)鍵技術(shù)，提出一套更加具有通用性，能適應(yīng)各種環(huán)境，滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速采集存儲(chǔ)的要求的解決

3、方案。 其次，敘述了基于USB總線硬件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原理；詳細(xì)介紹了如．何實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換電路抗干擾以及如何采用嵌入式處理器LPC2214、高速緩存IDT72V3690電路、FPGA芯片EPlC2214等電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易R(shí)AID0存儲(chǔ)陣列；重點(diǎn)敘述了FPGA．設(shè)計(jì)ATA控制器和RAID0邏輯的過(guò)程，介紹了FPGA內(nèi)部邏輯是如何工作，將數(shù)據(jù)有序高效地并行存儲(chǔ)到磁盤(pán)中去的。 接著，介紹了如何采用軟件分層的思想對(duì)LPC221