[发明专利]基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统及方法

权利要求书

1.基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，包括FPGA板卡、DDR3、上位机数据接收/发送模块、电源模块、时钟模块、实时容量检测模块、固态磁盘阵列模块、波形显示模块、自测数据验证模块，其中：所述FPGA板卡包括自测数据产生模块、板卡数据发送/接收模块，自测数据产生模块用于产生需要发送的自测试数据，板卡数据发送/接收模块用于把DDR3缓存的数据通过PCIE3.0接口传输至上位机，或将上位机产生的数据通过PCIE3.0接口传输至DDR3存储；所述DDR3用于对板卡发送或接收的数据进行缓存；所述上位机数据接收/发送模块用于将上位机产生的数据通过PCIE3.0传输至DDR3存储，或将DDR3缓存的数据通过PCIE3.0传输至上位机内存进行缓存；所述电源模块用于为FPGA板卡供电；所述时钟模块用于为FPGA板卡提供工作时钟；所述实时容量检测模块用于检测固态磁盘阵列模块的可用空间，判断该空间是否能存储大容量数据；所述固态磁盘阵列模块用于对上位机数据接收/发送模块缓存的数据进行存储；所述波形显示模块用于显示从板卡数据发送/接收模块接收的数据波形；所述自测数据验证模块用于验证所传数据的完整性与准确性。

2.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述DDR3使用乒乓存储结构。

3.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述板卡数据发送/接收模块通过发送描述符列表发起分散-集中式DMA把DDR3缓存的数据通过PCIE3.0接口传输至上位机，或将上位机产生的数据通过PCIE3.0接口传输至DDR3存储，所述描述符列表包括传输的源地址、目的地址、本次传输的数据量、下一次传输的描述符地址。

4.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述上位机数据接收/发送模块包括初始化模块、模式设置模块和传输模式配置模块，其中初始化模块驱动程序对系统资源，包括设备资源、存储空间、内核资源、XDMA资源，进行配置与初始化；模式设置模块选择中断方式或者轮询方式传输数据，中断方式即接收到中断后进入中断处理函数，开始XDMA传输，轮询方式即定时向设备发出询问是否需要服务；传输模式配置模块选择手动模式或自动模式结束数据传输，手动模式在传输开始后，选取需要的时间节点，手动点击界面结束按钮结束传输，自动模式通过设置传输的数据量，在传输达到所设数据量时自动结束传输。

5.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述时钟模块产生250MHz时钟。

6.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述固态磁盘阵列模块采用磁盘阵列卡组建RAID的方式实现数据存储。

7.根据权利要求1所述基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储系统，其特征在于，所述自测数据验证模块通过验证数据量及其误差功率验证所传数据的完整性与准确性。

8.基于PCIE3.0的大容量高速数据传输与存储方法，其特征在于，提供FPGA板卡发送数据给上位机，上位机发送数据给FPGA板卡，以及自检模式三种数据传输模式，在PCIE3.0接口传输数据前，首先检测接收方剩余存储容量，如果足够，则接收传输数据，否则，反馈给发送方不发送数据。

9.根据权利要求8所述的数据传输与存储方法，其特征在于，三种数据传输模式具体为：

当FPGA板卡发送数据给上位机时，首先DDR3对数据进行乒乓缓存；然后实时容量检测模块检测固态磁盘阵列模块的剩余容量，如果足够，则接收传输数据，否则，反馈给板卡数据发送模块不发送数据；接着板卡数据发送模块将数据发送给上位机数据接收模块；固态磁盘阵列模块存储接收数据；波形显示模块显示接收数据的波形；

当上位机发送数据给FPGA板卡时，首先板卡数据接收模块判断DDR3的剩余容量，如果足够，则接收传输数据，否则，反馈给上位机数据发送模块不发送数据；接着上位机数据发送模块将数据发送给板卡数据接收模块，板卡数据接收模块将数据存入DDR3。

当工作在自检模式时，首先自测数据产生模块生成自加1数据；然后DDR3对数据进行乒乓缓存；接着实时容量检测模块检测固态磁盘阵列模块的剩余容量，如果足够，则接收传输数据，否则，反馈给板卡数据发送模块不发送数据；最后板卡数据发送模块将自测数据发送给上位机数据接收模块；固态磁盘阵列模块存储接收数据；波形显示模块显示接收数据的波形；自测数据验证模块检测所传数据的完整性与准确性。