基于PCI總線的實時高速數(shù)據記錄器研究.pdf

1、隨著數(shù)字技術的高速發(fā)展，信號處理技術己經成為目標識別和雷達成像的核心技術之一。由于數(shù)字信號處理的前提和基礎是要對回波信號進行實時信號采集和存儲，數(shù)據采集和存儲在信號處理過程中就具有相當重要的意義。其中基于總線的數(shù)據采集與存儲系統(tǒng)，由于成本低，互操作性、可擴展性好，且可靠、易于實現(xiàn)，靈活性強，并具有良好的軟件兼容性，在雷達、氣象、地震預報、航空航天、通信等領域得到了廣泛的應用。 本文以馬來西亞機載SAR系統(tǒng)數(shù)據記錄分機的研制為基礎

2、，詳細介紹了基于PCI總線的高速數(shù)據采集系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方法。由于要求的數(shù)據傳輸率很高(40MBytes/sec)，但PCI總線帶寬(132MBytes/sec)有限，且使用的Windows2000是非實時操作系統(tǒng)，所以保持高速數(shù)據記錄過程的可靠性、實時性將會成為一個很棘手的問題。為此作者從硬件、驅動程序、應用程序設計三方面進行了創(chuàng)新性的工程實踐：首先，采集卡上采用大容量的緩存，以降低中斷頻率和增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；并結合對Windows2

3、000操作系統(tǒng)CPU時間片分配的原則的研究和實驗，給出了緩存容量的最小值(4Mbytes)。其次，在驅動開發(fā)中，使用了在內核模式下完成數(shù)據采集和存儲的方案，這樣大大減少了系統(tǒng)交互時間，從而提高了系統(tǒng)的傳輸效率和可靠性。再其次，從數(shù)據記錄器的特點出發(fā)，采用BLOCKDMA傳輸方式傳輸數(shù)據，提高了I/O的吞吐量。最后，在應用程序中應用多線程技術，完成對輸入數(shù)據的FLAG和WCLK信號的監(jiān)測，減小對記錄進程的干擾。通過這些方法很好地解決了上述

4、存在的問題。 本數(shù)據記錄器已經通過功能測試、環(huán)模實驗、振動實驗和沖擊實驗，各項性能指標達到或超過預期要求?，F(xiàn)已投入到《中國-馬來西亞合作機載遙感系統(tǒng)》(CASSAR-ELl)項目的實際使用中。其48MBps無錯碼的記錄速率(基于32bits/33MHzPCI總線的PC機系統(tǒng)上)，在同類型產品中處于領先地位。另外，該記錄器還具有對輸入數(shù)據的FLAG和WCLK信號進行監(jiān)測和自檢功能。工作人員可以及時地了解雷達數(shù)據形成器和數(shù)據記錄器的