[实用新型]一种基于FPGA的数据采集控制板及数据记录仪

说明书

本实用新型提出一种基于FPGA的数据采集控制板及数据记录仪，数据采集控制板包括FPGA单元、光纤连接器、用于传输被采集数据或者被回放数据的光纤收发模块，所述光纤收发模块包括至少12个光纤通道，所述FPGA单元中PL端的数据接口分别通过对应的光纤通道和光纤连接器连接；所述PL端还设有SATA 3.0接口、USB 3.0接口和第一网络接口，所述SATA 3.0接口和外部的存储设备连接，所述USB 3.0接口和外部的USB设备连接，所述第一网络接口和外部的网络设备连接。本实用新型具有较高集成度，还具备多种高速传输接口，能够满足数据高速传输的要求。

技术领域

本实用新型涉及数据采集存储领域，尤其涉及一种基于FPGA的数据采集控制板及数据记录仪。

背景技术

电子产品的日益普及带动了数据采集技术和数据存储技术的快速发展。特别是在卫星导航、电子、雷达等技术领域，数据采集存储系统越来越发挥着举足轻重的作用。而且对数据采集存储系统的技术要求也日益提高：高数据传输速率(1.5GB/s以上的转存速率，82.8Gbps以上的记录速率)、海量存储容量、功耗与成本低。传统的数据采集存储系统难以满足这样的要求。

近年来发展的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)技术为新一代高速数据采集存储系统提供了良好的技术支持。FPGA具有非常多的硬件资源，集成在一块芯片上的可用逻辑门电路达千万级别，可以通过内部锁相环得到非常高的时频，内部时耗小，而且效率非常高。结构灵活，能够集成多个控制器、译编码和各种外围接口电路，因此可使用FPGA来设计数据采集与数据存储部分。而在信号处理方面，FPGA由于具有丰富的内核资源，方便使用者的调用。因此，高速数据采集存储系统采用FPGA可简化设计，并提高系统的灵活性和处理速率。

随着Xilinx推出了ZYNQ、MPSoC等系列集成ARM硬核的FPGA产品，目前FPGA能够实现更高数据吞吐率的处理和存储性能，如何将新一代FPGA应用于数据采集存储领域以更好的发挥数据采集存储设备的性能是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种基于FPGA的数据采集控制板及数据记录仪，采用ZYNQ UltraScale系列FPGA，具有较高集成度，使用数据采集控制板即可实现所需核心处理功能，相比起传统的采集设备在设计功耗和体积上具有明显的优势，还具备多种高速传输接口，能够满足数据高速传输的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种基于FPGA的数据采集控制板，包括FPGA单元、光纤连接器、用于传输被采集数据或者被回放数据的光纤收发模块，所述光纤收发模块包括至少12个光纤通道，所述FPGA单元包括用于数据处理的PL端，所述PL端设有与光纤通道一一对应的数据接口，所述数据接口分别通过对应的光纤通道和光纤连接器连接；还包括第一VPX连接器，所述PL端还设有SATA 3.0接口，所述数据接口依次通过SATA 3.0接口以及第一VPX连接器和外部的存储设备连接；还包括USB连接器和网络连接器，所述PL端还设有USB 3.0接口和第一网络接口，所述USB 3.0接口通过USB连接器和外部的USB设备连接，所述第一网络接口通过网络连接器和外部的网络设备连接。

进一步的，还包括用于存储操作系统的存储单元，所述FPGA单元还包括用于系统管理的PS端，所述PS端和存储单元、PL端分别连接，使得PS端启动操作系统并控制PL端进行数据采集或者数据回放。

进一步的，还包括两个用于缓存数据的缓存模块，所述缓存模块分别连接PL端和PS端。