一种高速数据采及存储系统的研究.pdf

摘要 现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高，在雷达、声纳、软件 无线电、瞬态信号测量等一些高速、高精度的测量中，需要进行高速数据采集。 高速数据采集对信号完整性、信号干扰、高速PCB布线及数据处理和高速实时存 储要求极高，而其应用环境又往往非常复杂，所以在目前的实际应用中，很难找 到一种既能进行高速数据采集、又能大容量存储的数据采集系统，以保证能够进 行长时间的高速数据采集。 在此背景下，本文提出了一种高速数据采集及存储的解决方案，将嵌入式微 处理器及大容量觚A硬盘直接嵌入具有PcI总线及usB总线的采集卡上，实现既 可联机运行也可脱机运行的高速数据采集及存储系统。 本文先介绍了高速数据采集的国内外发展现状和体系结构，对照传统数据采 集系统，探讨了体系结构中几个关键技术。其中，海量高速存储技术是本方案的 关键，通过分析高速AD转换技术、大容量缓存、海量存储技术、数据传输和控 制等关键技术，提出一套更加具有通用性，能适应各种环境，满足长时间连续高 速采集存储的要求的解决方案。 其次，叙述了基于usB总线硬件系统的体系结构及设计原理：详细介绍了如 何实现AD转换电路抗干扰以及如何采用嵌入式处理器LPc2214、高速缓存 是如何工作，将数据有序高效地并行存储到磁盘中去的。 接着，介绍了如何采用软件分层的思想对LPC2214嵌入式软件进行了总体设 计、LPc2214软件各模块的配置和初始化过程、顺序记录式文件系统的原理和组 成结构及并行ArA接口编程以及USB主机接口的实现过程。 最后，对课题设计过程进行总结，总结了当前研究工作的完成情况，并指出 了当前研究工作中不足之处和需要进一步完善的地方。 关键词：数据采集，模数转换，海量存储，DMA，RAID， Abstract the of data arc Nowadays reqIlifementshigh-Speedacquisitionsystcm becoIning moreaIldmore Data u∞diIl Systemis so necessary．High-speedAcquisiaon many researchfields aIld铆inkle oftIle such嬲rad鸦son％sofI、vare谢relesssignal．Bccause extreme of PCB requirementsigtlalintegrali饥si弘al layo吣 obstnlction，hi曲-speed atldme is for t0 dimcmtus f-mda real—titIle咖ragecomplexeIlvironments，itvery data solution岫issui诅ble hi曲一speedacquisition of data islirnitedin and Ⅱle印plication acquisition iIldIls仃y 11igll-speed production scient谊cresear