一种扩容式数据采集板及其数据存储方法技术

本发明专利技术公开了一种扩容式数据采集板及其数据存储方法，数据采集板主要由现场可编程门阵列器件及与现场可编程门阵列器件相连的模数转换器件组成，在所述的数据采集板上还同时设有分别与现场可编程门阵列器件相连的CPCI/CPCIe混合总线接口及数据存储接口；数据储存方法包括以下步骤：（a）模数转换器件对采集的数据进行模数转换；（b）转换后的数据通过现场可编程门阵列器件进行分频；（c）分频后的数据由存储控制器实现对存储器件的数据存储。本发明专利技术同时具有CPCI/CPCIe混合总线接口及数据存储接口，不仅能连续存储高速数据，而且体积小，可根据实际需要扩容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据采集和实时存储领域，具体的说，是一种能够扩容并进行高速数据存储的数据采集板及其数据存储方法。
技术介绍
数据采集板已经被广泛应用于环境数据采集等通用数据采集领域中，而随着数据采集板应用领域的不断扩展，例如在雷达、电子对抗、激光成像、卫星信号分析、数字射频存储等多个领域的应用，不仅要求其具有高速传输数据的功能，还需要其拥有大容量的实时存储器，以便于计算机在读取这些数据后进行处理、分析、显示和记录。目前，最常用的数据采集板是基于CPCI/CPCIe混合总线的数据采集板，它都是按照CompactPCI规范和CompactPCI Express规范设计的,而通常的储存方法有三种 (1)如图I所示，通过CPCI/CPCIe混合总线数据采集板上的CPCI/CPCIe总线把采集的数据传输到计算机板，计算机板在测控软件的控制下存储到大容量存储器中； (2)如图2所示，通过CPCI/CPCIe混合总线数据采集板上的光纤接口或高速串行接口把采集的数据传输到计算机存储阵列中； (3)如图3所示，在CPCI/CPCIe混合总线数据采集板上安装有大容量的存储器，采集的数据通过硬件控制直接存储到采集板上的大容量存储器中； 而使用上述储存方法却存在以下缺点 A :针对上述的储存方法(I)而言，存在不能连续存储高速数据问题； B :针对上述的储存方法(2)而言，存在需要板载光纤接口或高速串行接口和外接存储阵列等问题，体积结构大； C :针对上述的储存方法(3)而言，存在存储容量小的问题。因此，为克服上述缺陷，本专利技术应运而生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种扩容式数据采集板，它同时具有计算机接口及数据存储接口，不仅能连续存储高速数据，体积小，存储数据高速且容量可根据实际需求进行扩充。本专利技术的另一目的在于提供一种采用扩容式数据采集板的数据存储方法，采集的数据通过硬件(存储控制器)控制直接存储到通过数据存储接口连接于数据采集板上的大容量存储器件中，确保数据传输的高速快捷。本专利技术通过下述技术方案实现一种扩容式数据采集板，主要由现场可编程门阵列器件，以及与现场可编程门阵列器件相连的模数转换器件组成，为了在实现高速数据传输的同时，根据实际情况对存储容量进行扩充，在所述的数据采集板上还同时设有分别与现场可编程门阵列器件相连的计算机接口及数据存储接口。进一步的，所述的计算机接口包括分别与现场可编程门阵列器件相连的Jl连接器及JP2连接器，所述的数据存储接口包括分别与现场可编程门阵列器件相连的JP3连接器及JP4连接器，存储控制器通过数据存储接口与现场可编程门阵列器件相连，在所述的存储控制器上还连接有存储器件，存储器件采用DDR。所述的Jl连接器通过定义在其管脚上的PCI控制总线接口与现场可编程门阵列器件相连；在Jl连接器上还定义有分时复用的PCI地址/数据总线。所述的JP2连接器通过定义在其管脚上的PCIE控制总线接口与现场可编程门阵列器件相连。 所述的计算机接口为CPCI/CPCIE混合总线接口。所述的数据采集板采用6U单槽宽板卡结构。使用本专利技术时，通过数据存储接口外接存储器件，数据采集板与存储器件都安装·于同一背板上。一种采用扩容式数据采集板的数据存储方法，包括以下步骤 Ca)模数转换器件对采集的数据进行模数转换； (b)转换后的数据通过现场可编程门阵列器件进行分频； (c )分频后的数据由存储控制器实现对存储器件的数据存储。所述的步骤(a)中模数转换器件以2"路(11为自然数)交错方式进行模数转换，每路以750MHz频率产生一个8bit数据，每路数据流量为750MHz X 8bit。所述的步骤(b)中将步骤(a)转换后的每路数据通过一片现场可编程门阵列器件进行四分频，产生4路187. 5MHz的8bit数据。所述的步骤(C)中4路187. 5MHz的8bit数据再通过存储控制器实现对4个存储器件的数据存储。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果 (I)本专利技术通过在数据采集板上同时设置计算机接口及数据存储接口，采集的数据通过硬件(存储控制器)控制直接存储到通过数据存储接口连接于数据采集板上的大容量存储器件中，存储器件可根据实际需求进行扩容，同时也确保了数据传输的高速快捷。( 2 )本专利技术通过硬件直接传输数据，而不存在板载光纤接口或高速串行接口和外接存储阵列等问题，故整个实现部件体积小，方便应用。(3)本专利技术通过巧妙的构思解决了现有技术中数据传输速率与储存容量不能两全的问题，可广泛应用于高速信号测量和测试。(4)本专利技术的存储方法通过多次分频，降低了各路的数据流量，可靠保证存储速率，同时降低了对高速器件的性能要求。(5)本专利技术在不更改设备硬件的情况下通过更换存储容量更大的存储介质，可以实现更大容量的数据存储，使该设备的应用价值更大。附图说明图I为现有技术一数据采集板的结构示意框图。图2为现有技术二数据采集板的结构示意框图。图3为现有技术三数据采集板的结构示意框图。图4为本专利技术数据采集板的结构示意图。图5为本专利技术接口电路的连接原理框图。图6为本专利技术Jl连接器的电路结构示意图。图7为本专利技术JP2连接器的电路结构示意图。图8为本专利技术JP3连接器的电路结构示意图。图9为本专利技术JP4连接器的电路结构示意图。图10为本专利技术存储方法的结构示意框图。 图11为本专利技术数据存储接口逻辑图。图12为本专利技术数据回读接口逻辑图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例 如图f 3所示，现有技术中的数据采集板是通过模数转换器件(即ADC)、现场可编程门阵列器件器件(即FPGA)或数字信号处理器(即DSP)及其嵌入式软件等组合实现的，共分为
技术介绍
中的三种情况，但每种都有缺陷。总的来说，工作原理如下信号通过中频输入通道传送至模数转换器件内进行数字采样，并输出数字至现场可编程门阵列器件器件内，同时通过与其高速连接的数字信号处理器进行处理，在此过程中，计算机闪存、计算机随机存储、同步动态随机存储等软件还可将数据随机存储。数字中频处理板具有高效、高速、性能良好等优势，但在其实际应用过程中，却存在储存容量小，数据传输速度低或体积大等缺陷，因此，为改进其数据存储功能，进一步加强中频数字处理板在无线电监测等领域的运用，如图4所示，本专利技术通过在数据采集板上同时设置计算机接口 CPCI/CPCIe混合总线接口(即CPCI/CPCIe混合总线接口)及数据存储接口，并通过数据存储接口根据需求同时外接多个存储器件，数据的传输通过数据采集板上的硬件直接传输，不仅保证了数据采集和存储速率高效、连续，更重要的是可根据实际需要进行扩容，可满足多个行业需求。本专利技术的数据采集板是一个尺寸6U、宽度单槽的CPCI/CPCIe混合总线板，SP160mm (长)X233mm (宽)X20. 32mm (高)，应用本专利技术的数据采集板时，把该数据采集板以“刀片”方式插入到CPCI/CPCIe混合总线机箱。本专利技术的数据采集板、计算机板和CPCI/CPCIe混合总线机箱以及测控软件组合为一套虚拟仪器。本专利技术中，如图4、图5所示，最重要的改进点即同时具备了 CPCI/CPCIe混合总线接口及数据存储接口，CPCI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩容式数据采集板，主要由现场可编程门阵列器件以及与现场可编程门阵列器件相连的模数转换器件组成，其特征在于，在所述的数据采集板上还同时设有分别与现场可编程门阵列器件相连的计算机接口及数据存储接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万传彬，杨光，陆建国，王林，
申请(专利权)人：成都国蓉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：