大容量高速數(shù)據(jù)記錄器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、任何飛行器的設(shè)計(jì)都是一個(gè)不斷完善的過(guò)程,飛行器的每次改進(jìn)都需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐,因此需要專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)記錄器對(duì)試驗(yàn)的環(huán)境模擬量、飛行狀態(tài)以及大量的視頻圖像數(shù)字量進(jìn)行采集和存儲(chǔ),記錄數(shù)據(jù)的分析的結(jié)果可以為下次飛行器的改進(jìn)做好準(zhǔn)備工作。現(xiàn)如今飛行器需要記錄的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大,尤其是視頻圖像數(shù)據(jù),這就需要設(shè)計(jì)存儲(chǔ)速度高、容量大的數(shù)據(jù)記錄器來(lái)滿(mǎn)足要求。
　　本文首先分析了高速數(shù)據(jù)記錄器的研究背景,并以國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀為基線(xiàn),結(jié)合任務(wù)的指標(biāo)要求

2、,設(shè)計(jì)的記錄器裝置主要完成3路高速圖像數(shù)據(jù)的接收,每個(gè)通道的數(shù)據(jù)帶寬為每秒50Mbyte/s,存儲(chǔ)容量為128GByte。確定以美國(guó)Xilinx公司生產(chǎn)的高性能Virtex-5系列FPGA為主邏輯控制芯片。本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在于,針對(duì)高速數(shù)據(jù)接收要求,使用Virtex-5系列FPGA內(nèi)部集成的高速串行收發(fā)器RocketIO GTP作為高速數(shù)據(jù)接收單元,內(nèi)部 MIG控制器操作兩片 DDR2 SDRAM構(gòu)成的乒乓緩存為緩存單元,32片NAND F

3、LASH構(gòu)成的存儲(chǔ)陣列為存儲(chǔ)單元來(lái)接收存儲(chǔ)高速數(shù)據(jù)的總體方案設(shè)計(jì)。文中對(duì)大容量高速數(shù)據(jù)記錄器的三個(gè)主要單元的工作原理做了詳細(xì)的介紹,對(duì)接口復(fù)雜的RocketIO GTP收發(fā)器和MIG控制器進(jìn)行封裝,簡(jiǎn)化了操作的復(fù)雜性,并給出部分Verilog HDL代碼和約束文件,對(duì)封裝的模塊進(jìn)行仿真,驗(yàn)證其正確性。高速數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)因受到NAND FLASH工作頻率的限制,因此本設(shè)計(jì)對(duì)存儲(chǔ)陣列的操作采用并行處理的方法,通過(guò)增加數(shù)據(jù)總線(xiàn)位寬的方法來(lái)提高存儲(chǔ)