基于FPGA的高速大容量数据记录设备制造技术

本实用新型专利技术公开了基于FPGA的高速大容量数据记录设备，包括FPGA板与CPU主板；所述FPGA板与CPU主板均设置有PCIE通信总线模块；所述FPGA板设置有电源电路、数据接口电路、FPGA模块与存储电路；所述CPU主板设置有CPU模块与硬盘接口。本实用新型专利技术采用FPGA板与CPU主板结合的的堆栈式架构，能够充分利用FPGA丰富的GPIO资源，并采用高速硬盘作为存储介质与SATA硬盘接口，读写速度快，存储容量大，满足高速大数据量的使用场合。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的高速大容量数据记录设备
本技术涉及存储
，尤其涉及基于FPGA的高速大容量数据记录设备。
技术介绍
传统的数据记录设备采用SD卡作为数据存储介质，由于SD卡读写速度较慢，一般为10MB/S，且容量较小，一般为16GB～128GB，无法适用于高速数据记录的应用场合。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供基于FPGA的高速大容量数据记录设备，包括FPGA板与CPU主板；所述FPGA板与CPU主板均设置有PCIE通信总线模块；所述FPGA板设置有电源电路、数据接口电路、FPGA模块与存储电路；所述CPU主板设置有CPU模块、数据传输接口与硬盘接口；所述电源电路分别与FPGA模块、PCIE通信总线模块相连；所述FPGA模块通过PCIE通信总线与CPU模块相连；所述FPGA模块与数据接口电路相连；所述CPU模块与数据传输接口、硬盘接口相连；所述硬盘接口与所述存储电路相连。本技术的有益效果在于：本技术采用FPGA板与CPU主板结合的的堆栈式架构，能够充分利用FPGA丰富的GPIO资源，并采用高速硬盘作为存储介质与SATA硬盘接口，读写速度快，存储容量大，满足高速大数据量的使用场合。附图说明图1是本技术的系统图；图2是电源电路的电路图；图3是数据接口电路的电路图；图4是PCIE连接器的电路图。图中：R1-第一电阻；R2-第二电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；VCC-第一直流电源；D-稳压二极管；U1-滤波器；U2-隔离模块；U3-隔离型RS422收发器；U4-静电防护芯片；U5-PCIE连接器。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如附图1所示，本技术基于FPGA的高速大容量数据记录设备，包括FPGA板与CPU主板；所述FPGA板与CPU主板均设置有PCIE通信总线模块；所述FPGA板设置有电源电路、数据接口电路、FPGA模块与存储电路；所述CPU主板设置有CPU模块、数据传输接口与硬盘接口；所述电源电路分别与FPGA模块、PCIE通信总线模块相连；所述FPGA模块通过PCIE通信总线与CPU模块相连；所述FPGA模块与数据接口电路相连；所述CPU模块与数据传输接口、硬盘接口相连；所述硬盘接口与所述存储电路相连。具体的，所述电源电路包括第一直流电源、稳压二极管、滤波器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻与隔离模块；所述第一直流电源通过稳压二极管与滤波器输入端相连；所述滤波器正输出端接第一电容第一端、隔离模块第一输入端；所述滤波器负输出端接第一电容第二端、第一电阻第一端、隔离模块第二输入端；第一电阻第二端与所述隔离模块第三输入端相连；所述隔离模块正输入端接第二电阻第一端、第二电容第一端；所述隔离模块第二输出端接第二电容第二端、所述电源电路输出端。电源电路采用两级保护，首先通过滤波器，滤除电源通路上的干扰，再通过隔离电源，确保后级各电路与外部隔离开，互不干扰。具体的，所述数据接口电路包括隔离式RS422收发器、隔离式DC/DC转换器与静电防护芯片；所述RS422收发器通过隔离式DC/DC转换器与静电防护芯片相连。使用ADM2682隔离型RS422收发器作为数据接口芯片，ADM2682具备5KVrms隔离，集成隔离式DC/DC转换器，数据速率可达16Mbps；并且使用IP4284芯片对RS422信号通路进行ESD防护，IP4284可提供±8KV的保护。如附图3所示，RS422_D1+、RS422_D1-通过收发器芯片转换为RS422_RXD_DATA1送给FPGA进行传输，并且对RS422_D1+、RS422_D1-信号进行ESD静电防护。具体的，所述FPGA模块采用XC7A100T芯片。CPU主板设置有USB接口和VGA接口能够方便的将数据导出。具体的，所述PCIE通信总线模块包括PCIE连接器；所述FPGA模块通过PCIE连接器与CPU模块相连。PCIE通信电路用于FPGA与CPU主板之间的通信，利用FPGA片上的GTX/GTH接口实现，电路如附图4所示，两对差分信号PCIE_TXP0、PCIE_TXN0和PCIE_RXP0、PCIE_RXN0通过miniPCIE连接器接在主板上对应的接口上。具体的，所述存储电路包括SSD控制器与Flash芯片；所述SSD控制器与Flash芯片相连。存储电路采用mSATA接口固态硬盘作为存储介质；具有启动快、无噪音、快速随机读取、工作温度范围宽，抗震性能优异等特点，支持SATAIII6.0Gb/s接口协议；硬盘的数据信号SATA_RX+、SATA_RX-和SATA_TX+、SATA_TX-通过专用连接线接到CPU主板上的SATA接口上，实现数据传输。本技术采用FPGA板与CPU主板结合的的堆栈式架构，能够充分利用FPGA丰富的GPIO资源，并采用高速硬盘作为存储介质与SATA硬盘接口，读写速度快，存储容量大，满足高速大数据量的使用场合。本技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本技术的技术方案做出的技术变形，均落入本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于FPGA的高速大容量数据记录设备，其特征在于，包括FPGA板与CPU主板；所述FPGA板与CPU主板均设置有PCIE通信总线模块；所述FPGA板设置有电源电路、数据接口电路、FPGA模块与存储电路；所述CPU主板设置有CPU模块、数据传输接口与硬盘接口；所述电源电路分别与FPGA模块、PCIE通信总线模块相连；所述FPGA模块通过PCIE通信总线与CPU模块相连；所述FPGA模块与数据接口电路相连；所述CPU模块与数据传输接口、硬盘接口相连；所述硬盘接口与所述存储电路相连。/n

【技术特征摘要】
1.基于FPGA的高速大容量数据记录设备，其特征在于，包括FPGA板与CPU主板；所述FPGA板与CPU主板均设置有PCIE通信总线模块；所述FPGA板设置有电源电路、数据接口电路、FPGA模块与存储电路；所述CPU主板设置有CPU模块、数据传输接口与硬盘接口；所述电源电路分别与FPGA模块、PCIE通信总线模块相连；所述FPGA模块通过PCIE通信总线与CPU模块相连；所述FPGA模块与数据接口电路相连；所述CPU模块与数据传输接口、硬盘接口相连；所述硬盘接口与所述存储电路相连。


2.根据权利要求1所述基于FPGA的高速大容量数据记录设备，其特征在于，所述电源电路包括第一直流电源、稳压二极管、滤波器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻与隔离模块；所述第一直流电源通过稳压二极管与滤波器输入端相连；所述滤波器正输出端接第一电容第一端、隔离模块第一输入端；所述滤波器负输出端接第一电容第二端、第一电阻第一端、隔离模块第二输入端；第一电阻第二端与所述隔离模...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾健，
申请(专利权)人：四川盈腾瑞德科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51