[发明专利]一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：高速背板，高速AD采集卡，大容量高速存储卡，CPU卡；

所述高速背板为系统高速信号互连提供通路；

所述高速AD采集卡基于FPGA+A/D架构，包括采集传输控制、前端雷达信号调理电路、高速A/D转换电路、数据缓存、高速数据处理分发及回放单元；所述采集传输控制单元通过与CPU卡建立通讯，接收CPU卡发来的指令，实现AD采集启停、数据分发存储、实时采样、数据回放、转储功能；所述前端雷达信号调理电路，将外部输入的雷达信号进行调理后送入AD采集芯片；所述高速A/D转换电路，其中A/D采集参数配置或由CPU卡进行配置，或通过CPU卡发指令方式，由高速AD采集卡上的FPGA通过SPI接口实现，将调理后的雷达模拟信号转化为数字信号，并通过JESD204B传输数据；所述数据缓存用来缓存采集到的数据；所述高速数据处理分发及回放单元由FPGA实现，用于对采集的数据进行处理、分发存储以及回放操作，其中数据处理由FPGA对数据进行位宽变换，以便下一步通过RAID技术进行数据分发存储，数据分发存储是通过高速AD采集卡的FPGA高速串口与存储板互连，将数据通过RAID技术写入存储板；数据回放首先通过FPGA的高速串口与存储板互连，通过RAID技术读取数据，并通过缓存，然后通过高速AD采集卡FPGA的高速串口实现PCIe接口与CPU卡互连，将数据传输给CPU卡；

所述的大容量高速存储卡或基于FPGA+存储主控+Flash架构，或基于FPGA+Flash架构；FPGA对外接口为高速串口与高速AD采集卡互连，FPGA对内接口为高速串口与存储主控互连，存储主控再加Flash实现存储，或者FPGA+Flash架构直接通过FPGA操作Flash实现存储；

所述CPU卡与所述高速AD采集卡、所述大容量高速存储卡通讯，通过运行采集系统管理软件实现AD采集启停、数据分发存储、实时采样、数据回放、转储功能的控制，所述CPU卡通过与所述高速AD采集卡的互连，实现雷达信号实时采样、回放与转储功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述采集传输控制单元通过以太网或PCIe或RS232或RS422或USB中任一种与CPU卡建立通讯。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述数据缓存或通过SDRAM来缓存，或通过FPGA的FIFO直接缓存。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述数据分发存储是通过高速AD采集卡的FPGA高速串口与存储板互连实现。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述基于FPGA+存储主控+Flash架构，或为FPGA+SATA主控+Flash，或为FPGA+NVMe主控+Flash。

6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述CPU卡通过与所述高速AD采集卡的接口互连，为AD采集卡的PCIe接口。

7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述采集系统管理软件运行在CPU卡上，作为人机交互界面，通过该软件界面对系统进行操作，包括控制回放、A/D参数设置；显示相关信息，包括实时采样波形和频谱、回放结果、存储状态。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：机箱，为系统提供物理载体。

9.根据权利要求8所述的一种基于FPGA的高速信号采集存储及回放系统，其特征在于，包括：所述机箱，或为VPX机箱，或为CPEX机箱，或为LRM机箱。