PCIe高速数据记录方案设计与软件实现
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摘要
宽带雷达数据采集记录系统记录数据过程分为采集、传输和存储。为保证数据记录的正确性,必须保证系统的数据传输速率和存储速率不低于数据采集率。文中从高性能硬件平台出发,为了尽可能提高系统数据传输和存储效率,设计合理的多线程软件架构,采用DMA数据传输机制、乒乓缓存机制实现数据的高速传输,采用内存池技术实现数据的高速存储。实验结果证明,文中设计的软件平台充分发挥硬件性能,满足高速数据记录需求,对实测数据进行回放,显示的波形正确无误,验证了数据记录的可靠性。
Broadband radar data acquisition and recording system recording data process is divided into acquisition,transmission and storage. In order to ensure the correctness of the data records,we must ensure that the system data transfer rate and storage rate is not lower than the data acquisition rate. In this paper,from the high-performance hardware platform,in order to maximize the system data transmission and storage efficiency,design a reasonable multi-threaded software architecture,using DMA data transfer mechanism,ping-pong cache mechanism to achieve high-speed data transmission,the use of memory pool technology to achieve high-speed data storage. The experimental results show that the software platform designed in this paper gives full play to the hardware performance,satisfies the high speed data recording demand,replays the measured data,displays the waveform correctly and verifies the reliability of the data record.
Broadband radar data acquisition and recording system recording data process is divided into acquisition,transmission and storage. In order to ensure the correctness of the data records,we must ensure that the system data transfer rate and storage rate is not lower than the data acquisition rate. In this paper,from the high-performance hardware platform,in order to maximize the system data transmission and storage efficiency,design a reasonable multi-threaded software architecture,using DMA data transfer mechanism,ping-pong cache mechanism to achieve high-speed data transmission,the use of memory pool technology to achieve high-speed data storage. The experimental results show that the software platform designed in this paper gives full play to the hardware performance,satisfies the high speed data recording demand,replays the measured data,displays the waveform correctly and verifies the reliability of the data record.
引文
[1]祖东辉.大容量雷达数据存储与管理技术研究[D].成都:电子科技大学,2016.
[2]赵英潇.宽带射频数字化阵列雷达信号传输与校正关键技术研究[D].长沙:国防科学技术大学,2014.
[3]王齐.PCI Express体系结构导读[M].北京:机械工业出版社,2010.
[4]马明锦,朱剑冰,何红旗,等.PCI、PCI-X和PCI Express的原理及体系结构[M].北京:清华大学出版社,2006.
[5]王嘉良,赵曙光.用PCI-E接口和DMA控制器设计[J].计算机技术与发展,2011,21(6):181-184.
[6]李京桓.采用PCIe Switch结构的高速采样存储技术研究[D].成都:电子科技大学,2012.
[7]操飞.基于Rapid IO的大容量固态存储系统设计与实现[D].成都:电子科技大学,2016.
[8]李晃,巩峰,陈彦化.基于PCIE驱动程序的数据传输卡DMA传输[J].电子科技,2014,27(1):117-120.
[9]王聪,王彬,薛洁,等.基于PCIe总线协议的设备驱动开发[J].信息技术,2013,13(3):32-35.
[10]王琳,陈健,阔永红.PCI数据采集卡的DMA和中断实现[J].电子科技,2007,20(2):16-17.
[11]宋明.基于并行交替采样的高速数据采集技术研究与工程实现[D].长沙:国防科学技术大学,2016.
[12]隋佳彬.基于DSP的数字传输系统的PCI上位机WinDriver驱动设计与研究[D].北京:北京理工大学,2014.
[13]李超,邱柯妮.基于PCIE总线主模式DMA高速数据传输系统设计[J].电子技术应用,2015,41(9):142-145.
[14]宋强.便携式宽带雷达数据采集与存储关键技术研究[D].长沙:中南大学,2017.
[15]鹿宝生,陈启美,丁胜军.基于DSP的PCI总线高速DMA数据传输[J].计算机工程与设计,2006,27(19):3555
[16]甘彪,凌小峰,宫新保.基于动态内存池和Winp Cap的高速捕获技术[J].信息技术,2012,1(1):70-74.
[2]赵英潇.宽带射频数字化阵列雷达信号传输与校正关键技术研究[D].长沙:国防科学技术大学,2014.
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[11]宋明.基于并行交替采样的高速数据采集技术研究与工程实现[D].长沙:国防科学技术大学,2016.
[12]隋佳彬.基于DSP的数字传输系统的PCI上位机WinDriver驱动设计与研究[D].北京:北京理工大学,2014.
[13]李超,邱柯妮.基于PCIE总线主模式DMA高速数据传输系统设计[J].电子技术应用,2015,41(9):142-145.
[14]宋强.便携式宽带雷达数据采集与存储关键技术研究[D].长沙:中南大学,2017.
[15]鹿宝生,陈启美,丁胜军.基于DSP的PCI总线高速DMA数据传输[J].计算机工程与设计,2006,27(19):3555
[16]甘彪,凌小峰,宫新保.基于动态内存池和Winp Cap的高速捕获技术[J].信息技术,2012,1(1):70-74.