高速实时遥感数据记录器制造技术

一种高速实时遥感数据记录器，包括：至少一块高速ＰＣＩ数据采集卡，采集遥感器的高速数据，并将采集的数据通过ＰＣＩ总线存储到计算机专用的内存缓冲区；至少一块ＰＣＩ－ＳＣＳＩ接口卡，通过ＰＣＩ总线将计算机内存缓冲区的数据写到大容量的ＳＣＳＩ存储设备中。本发明专利技术实现了基于微机的便携式高速实时数据记录器，并且结构简单携带方便，是一种具有广泛用途的高速实时数据记录器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速数据采集域记录，特别涉及遥感器的高速实时遥感数据记录器。
技术介绍
随着数字地球时代的到来，人们采用越来越先进的遥感手段从各种不同的频谱来了解和观察我们的地球和太空，从各种不同的角度对其进行深入的研究。为此，人们需要首先把这些大量的高速数据记录下来，然后再进行细致深入的研究和分析。近年来，随着遥感器测绘带变宽，分辨力的提高，图像灰度等级需求的增加，遥感器原始数据量增大且数据率不断提高，例如，2000年春季的L-SAR(成像雷达)飞行，原始数据率是8Mbytes/s，而在2000年秋季改进后的L-SAR飞行，原始数据率提高到16Mbytes/s。实时处理的运算量极大，难以进行实时的精处理。因此，大容量、高速度、工作稳定、准确无误的遥感器原始数据的记录系统的研究就成了地面精处理和遥感器研究的必不可少的关键设备。如此高的数据率，用一般的设备，是无法记录下来的，需要使用专用的高速实时记录设备。以前，把这些海量高速的数据记录下来要用价钱十分昂贵的专用设备，这是一般科研单位所无法承受的一大笔开支。随着遥感技术的飞速发展，需要采集的遥感数据的速率越来越高，数据量也越来越大。这样就出现了如何把这大量高速的原始遥感数据准确无误的记录下来的难题。虽然可以采用价钱十分昂贵的专用设备，但记录的数据量也有限。而目前高性能的遥感器的一次数据采集量就高达几十乃至几百GB。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、使用方便的便携式高速数据采集记录器。为实现上述目的，高速实时遥感数据记录器包括至少一块高速PCI数据采集卡，采集遥感器的高速数据，并将采集的数据通过PCI总线存储到计算机专用的内存缓冲区；至少一块PCI-SCSI接口卡，通过PCI总线将计算机内存缓冲区的数据写到大容量的SCSI存储设备中。本专利技术实现了基于微机的便携式高速实时数据记录器，并且结构简单携带方便，是一种具有广泛用途的高速实时数据记录器。附图说明图1是本专利技术记录系统结构图；图2是PCI数据采集卡结构框图；图3是本专利技术记录系统的程序流程图。具体实施例方式如图1所示，在PCI局部总线上插入若干块PCI(可编程通信接口)-SCSI(小型机系统接口)接口卡，这些PCI插卡可以自行设计，也可采用市场上合适的数据采集卡。用一块高速PCI高速数据采集卡把遥感器的高速数据直接存取到计算机的专用的内存缓冲区，然后再把这些存入内存缓冲区中的数据通过几块高速PCI-SCSI卡及时写入高速硬盘或磁带机中作永久存储。如图2所示，记录器的数据输入设备是一块PCI数据采集卡，负责接收来自数据源的数据，并把数据经PCI总线传输到内存。时钟信号(CLK)、触发信号(TRIG)、32bit平行信号从遥感器的数据形成分机输入，每时钟32bit数据，每帧数据的前面有一个触发信号。PCI数据采集卡的核心器件是一组64Kbyte的IDF-FIFO和一块PLX技术公司的控制芯片PCI9080。为了保证数据记录正确无误，当要记录输入数据时，记录程序先对数据采集卡做初始化复位和清空，并设置中断服务程序。EPLD等待触发信号，一旦触发信号有效，打开输入时钟通路，数据就可以在时钟的作用下输入到采集卡的FIFO中，直到再次被初始化。EPLD中有一个计数器，记录进入FIFO的数据量。为了防止FIFO的数据溢出，设置FIFO将要满时计数有效，并触发数据采集卡产生中断并同时启动存取操作，把数据由FIFO传到内存。在存取的同时要不断监测FIFO的状态，若FIFO空，数据传输暂停，等待数据到来，这样会影响PCI的突发传输效力。因此，每次存取传输的数据量不能太大，要适当，已不产生FIFO空为限。由于用来存储数据的硬盘和磁带机的寻道需要时间，而数据采集卡的FIFO仅有64KB作缓冲区，如果采集卡上的数据来不及取走，FIFO将会溢出。因此，必须在内存中开辟足够的缓冲区，缓冲数据输入和写到硬盘或磁带机的速度的不匹配。由于DOS不能访问扩展内存，而常规内存只有大约540KB可作缓冲区，且只有在常规内存缓冲区满后，才利用二级缓冲区。因此，要在扩展内存中开辟二级缓冲区。数据存储设备的速度主要由SCSI总线传输速度、存储设备的缓存和转速决定。存储设备的缓存量大小对传输有较大影响。缓存量小时，对于一个大数据块，单位时间内的I/O请求次数增加，系统辅助开销增大；缓存量增大，辅助开销降低，系统传输速率增加。但当缓存容量增大到一定程度后，系统传输速率的变化就不大了。一般不超过磁盘的极限速率，磁盘的每次读写以扇区为单位，缓存的临界点应大约在1.5倍扇区容量。寻道和等待是磁盘传输速度不稳定因素，通过有多个高转速磁盘组成盘阵来减少平均寻道和等待时间。SCSI总线对传输速度也有较大的影响。因为一个SCSI设备要进行数据传输，需要首先通过竞争获得总线控制权；在任一时刻，一条SCSI总线上只能有一个SCSI设备获得总线控制权，进行数据传输；加上考虑到优先仲裁失败等；对同一SCSI总线上的多个磁盘同时进行读写的速度，比对不同SCSI总线上的多个磁盘同时读写速度要小。故本专利技术采用多个磁盘位于不同的SCSI总线上的方案来减小SCSI总线对传输速度的影响。权利要求1.一种高速实时遥感数据记录器，包括至少一块高速PCI数据采集卡，采集遥感器的高速数据，并将采集的数据通过PCI总线存储到计算机专用的内存缓冲区；至少一块PCI-SCSI接口卡，通过PCI总线将计算机内存缓冲区的数据写到大容量的SCSI存储设备中。2.按权利要求1所述的数据记录器，其特征在于所述的内存缓冲区还包括扩展的二级缓冲区。3.按权利要求1所述的数据记录器，其特征在于所述的高速PCI数据采集卡包括一组64K字节的IDT-FIFO和控制芯片PCI9080。4.按权利要求1所述的数据记录器，其特征在于所述SCSI存储设备的缓存的临界点是1.5倍扇区容量处。5.按权利要求1所述的数据记录器，其特征在于所述多个存储设备位于不同的SCSI总线上。全文摘要一种高速实时遥感数据记录器，包括至少一块高速PCI数据采集卡，采集遥感器的高速数据，并将采集的数据通过PCI总线存储到计算机专用的内存缓冲区；至少一块PCI－SCSI接口卡，通过PCI总线将计算机内存缓冲区的数据写到大容量的SCSI存储设备中。本专利技术实现了基于微机的便携式高速实时数据记录器，并且结构简单携带方便，是一种具有广泛用途的高速实时数据记录器。文档编号G06F12/00GK1489053SQ0214572公开日2004年4月14日 申请日期2002年10月9日 优先权日2002年10月9日专利技术者荆麟角, 黄立胜, 刘月花 申请人:中国科学院电子学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速实时遥感数据记录器，包括：至少一块高速ＰＣＩ数据采集卡，采集遥感器的高速数据，并将采集的数据通过ＰＣＩ总线存储到计算机专用的内存缓冲区；至少一块ＰＣＩ－ＳＣＳＩ接口卡，通过ＰＣＩ总线将计算机内存缓冲区的数据写到大容量 的ＳＣＳＩ存储设备中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荆麟角，黄立胜，刘月花，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]