【摘要】：信號(hào)回放模塊可將實(shí)際采樣或模擬仿真得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放產(chǎn)生,用于模擬并重現(xiàn)一些真實(shí)的外場(chǎng)場(chǎng)景,以滿足軍事、航空、通信等領(lǐng)域科研和應(yīng)用的特定需求。隨著采樣頻率、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)深度的不斷提高,對(duì)信號(hào)回放模塊的回放速率、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和持續(xù)回放時(shí)間的要求也越來越高。因此,研究具有高速、連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間回放能力的信號(hào)回放模塊是目前的急需。本論文對(duì)高速信號(hào)回放模塊的控制軟件進(jìn)行研究,無需獨(dú)立存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存,通過控制軟件對(duì)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的有效控制,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流高速、穩(wěn)定、連續(xù)的下發(fā)到硬件回放板卡。本論文的主要內(nèi)容如下:1、需求分析與高速信號(hào)回放模塊總體方案設(shè)計(jì)。首先,分析了本課題高速信號(hào)回放模塊單通道最高回放率100MSPS、垂直分辨率16bit、可四通道回放的指標(biāo)需求,得到了穩(wěn)定數(shù)據(jù)流下發(fā)速率需大于800MB/s。接著,對(duì)比了高速總線通信接口模塊與海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊常見技術(shù)方案,選取了PCIe高速總線作為數(shù)據(jù)傳輸接口,提出了無需獨(dú)立存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存的技術(shù)方案。最后,提出了高速信號(hào)回放模塊硬件和控制軟件總體設(shè)計(jì)方案。2、總線和設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該模塊主要用于驅(qū)動(dòng)PCIe總線和相應(yīng)硬件回放板卡。首先,分析了Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型與PCIe設(shè)備配置空間,實(shí)現(xiàn)了PCIe總線下Linux字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。接著,設(shè)計(jì)了DMA模塊基于描述符的傳輸模式,在數(shù)據(jù)傳輸過程中釋放CPU,保證了數(shù)據(jù)傳輸速率。最后,采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Xenomai與RTDM驅(qū)動(dòng)模塊,利用中斷管道機(jī)制提高了模塊對(duì)中斷信號(hào)的響應(yīng)速度,確保了數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的時(shí)限要求。3、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該模塊主要用于控制和協(xié)調(diào)海量數(shù)據(jù)從上位機(jī)存儲(chǔ)模塊高速讀取并下發(fā)到硬件回放板卡。首先,設(shè)計(jì)了RAID-0模式SSD陣列用于存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù),其高速順序讀取性能為后級(jí)提供了充足的數(shù)據(jù)吞吐量。其次,采用了文件映射方式讀取數(shù)據(jù),可減少數(shù)據(jù)不必要的拷貝過程,可提升對(duì)數(shù)據(jù)文件的讀取效率。接著,采用了多線程技術(shù)和消息隊(duì)列技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸線程和數(shù)據(jù)讀取線程的高效控制與調(diào)度。最后,設(shè)計(jì)了模塊間數(shù)據(jù)與消息通信機(jī)制,保證了數(shù)據(jù)傳輸過程中各個(gè)模塊間的高效交互。4、選用測(cè)試工具和測(cè)試方法搭建測(cè)試平臺(tái),對(duì)高速信號(hào)回放模塊的控制軟件進(jìn)行了測(cè)試與驗(yàn)證。測(cè)試了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、穩(wěn)定性以及傳輸速率,驗(yàn)證了控制軟件支持海量數(shù)據(jù)高速、可持續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間回放的功能。經(jīng)過測(cè)試與驗(yàn)證,本論文設(shè)計(jì)的高速可持續(xù)信號(hào)回放模塊控制軟件,可以有效的控制從上位機(jī)SSD陣列讀取的海量數(shù)據(jù)通過PCIe總線接口高速、穩(wěn)定、連續(xù)地傳輸?shù)接布胤虐蹇?并支持DAC模塊以800MB/s的速率對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、可持續(xù)回放。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;TP311.52

【參考文獻(xiàn)】

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6 姜波;陳馨;張聰;付志超;;基于LabVIEW的數(shù)據(jù)回放技術(shù)[J];船電技術(shù);2010年05期

7 孟芳;楊明欣;余貞俠;;Linux下高速卡驅(qū)動(dòng)的高效實(shí)現(xiàn)[J];國外電子測(cè)量技術(shù);2008年08期

8 黃俊;陳春輝;陳亞駿;;高速雷達(dá)數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];信息技術(shù);2007年02期

9 劉靈;吳曼青;洪一;胡丹;;基于PCI總線的多板多路數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2006年05期

10 肖漢波;數(shù)字射頻存儲(chǔ)器及其在雷達(dá)信號(hào)模擬中的應(yīng)用[J];制導(dǎo)與引信;2002年03期

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2 朱蔣財(cái);高速數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)FPGA硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2016年

3 魏海波;基于PCI-E的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)硬件研究[D];重慶大學(xué);2014年

4 彭飛;基于FPGA的高速數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];北京理工大學(xué);2011年

5 陳敬;基于固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的中頻采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 邵林;高速海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

7 孫駿;嵌入式消息隊(duì)列子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2007年

8 王偉楠;基于PCI/CPCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2794516