采用PCI Express Switch結(jié)構(gòu)的高速采樣存儲(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、具有高速采樣、長(zhǎng)時(shí)記錄（深存儲(chǔ)）、數(shù)據(jù)反演等特點(diǎn)的高速采樣實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，在國防軍事、航空航天和數(shù)字通信等領(lǐng)域存在較大的應(yīng)用需求。采用 PCI-E（PCI Express）Switch的結(jié)構(gòu)，本文研究了一種結(jié)構(gòu)合理、成本低廉的高速采樣實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)。
　　文中首先分析了傳統(tǒng)高速存儲(chǔ)系統(tǒng)的方案，及其存儲(chǔ)效率較低的問題。結(jié)合PCI-E總線和內(nèi)存映射等技術(shù)，擬定了一種滿足設(shè)計(jì)高速采樣需求的深存儲(chǔ)系統(tǒng)方案。系統(tǒng)在硬件上劃分為采集傳輸、總線背板

2、、磁盤陣列和主機(jī)等功能模塊，創(chuàng)新地引入了一個(gè)獨(dú)立于計(jì)算機(jī)主機(jī)的PCI-E Switch背板模塊，采樣存儲(chǔ)模塊在物理上均通過總線背板與主機(jī)互連，具備良好的擴(kuò)展、升級(jí)特點(diǎn)，系統(tǒng)的散熱處理也因此更加合理。
　　在詳細(xì)介紹各功能模塊的硬件設(shè)計(jì)原理的同時(shí)，結(jié)合高速電路設(shè)計(jì)中所遇到的問題，討論了設(shè)計(jì)修正和解決的措施，包括PCI-E Switch多個(gè)串行總線的設(shè)計(jì)，高速板的疊層設(shè)計(jì)，以及高速微帶線信號(hào)線布走線等。
　　軟件系統(tǒng)方面，基于V

3、C++環(huán)境及PLX公司所提供的SDK，完成了儀器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，以及高速存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)控制應(yīng)用程序；其中，利用環(huán)形緩沖區(qū)設(shè)計(jì)、多線程技術(shù)、Block DMA以及內(nèi)存映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。在應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)反演部分，基于VC++與Measurement Studio開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，控制界面提供了光標(biāo)定位和顯示圖像縮放等功能以幫助用戶更加直觀的對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索觀察，方便對(duì)指定數(shù)據(jù)的讀取。
　　目前，完成了高