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1、地震数据采集系统中的数据汇聚系统设计基金项目：国家863高技术研究发展计划（2006AA09A102-02）资助项目。程宏才1,2,杨俊峰1,2,宋克柱1,2,王东旅1,2（1中国科学院核探测技术与核电子学重点实验室，2物理电子学安徽省重点实验室，中国科学技术大学近代物理系，合肥，230026）摘要：提出了一种地震数据采集系统中的高速数据汇聚系统设计。系统以CPCI机箱为框架，利用机箱插卡可插拔性和背板高速PCI总线来实现灵活改变系统的通道数量和数据的快速汇聚，通过DMA传输来简化CPU工作并提高数据汇聚速度，通过大容量缓存消除数据汇聚死时间且提高数据传输效率。最终
2、实现的系统可以满足4缆共7680道数据采集系统的数据汇聚要求。本系统结构简洁灵活，数据汇聚速度高，实时性好，能够应用于其他相关大型数据采集系统中。关键词：数据汇聚；CPCI机箱；DMA传输；DDR缓存；现场可编程门阵列中图分类号:TP274+.2文献标识码：ADatagatheringsystemdesignforseismicdataacquisitionsystemChengHongcai1,2,YangJunfeng1,2,SongKezhu1,2,WangDonglv1,2（1KeyLaboratoryofTechnologiesofParticleDete
3、ction＆Electronics，ChineseAcademyofSciences,2AnhuiKeyLaboratoryofPhysicalElectronics,DepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandtechnologyofChina,Hefei230026,China）Abstract:Ahighspeeddatagatheringsystemisdesignedfortheseismicdataacquisitionsystem.CPCIcrateisappliedastheframeworkoft
4、hedatagatheringsystem.ThenumberofthesamplechannelscanbeeasilychangedbyplugginginoroutthecardsoftheCPCIcrate.DatacanbegatheredwithhighspeedthroughthePCIbusoftheCPCIcrate.TheuseofDMAtransferringsimplifiesthesystemcontrolandimprovesthedatagatheringspeedfrommulti-cards.Largecacheisusedtoel
5、iminatedeadtimeofdatagatheringandimprovetheefficiencyofDMAtransaction.Theexperimentshowsthissystemcansatisfy4cablessystem,totally7680channels,requirementsfordatagatheringsystem.Thissystemfeaturessimplestructure,highspeedofdatatransferring,highperformanceofreal-timedatagathering,andcanb
6、eeasilyappliedtotheotherlargescaledataacquisitionsystem.Keywords:datagathering;CPCIcrate;DMAtransmission;largescalecache;fieldprogrammablegatearray引言地震勘探方法是目前油气勘探的主要方法[1]，地震勘探对数据采集系统有多通道、高精度、数据量大、实时处理等要求[2]。数据采集系统在采集到地震数据后，将采集的数据汇总至纪录模块供后期数据分析之用。基于地震勘探数据采集系统的实时多通道数据传输要求，数据汇聚子系统需要实时处理汇总
7、大量数据。在已有的其他类型的数据采集系统中，有的系统使用单块FPGA（fieldprogrammablegatearray）或者专用采集卡连接多采集通道[3][4][5]，数据汇总任务在FPGA内部完成，这降低了数据汇总系统的扩展灵活性。有的系统使用无线传输方式来汇聚大量采集通道的数据[6]，这虽然使系统扩展性较好，但是无线传输自身的限制，使得系统的数据传输速度较低且受环境影响较大。针对地震数据采集系统的特点，本文给出了一个海上地震数据数据采集系统中的数据汇聚系统的设计实例，包括系统的硬件和软件设计。该数据汇总系统基于CPCI（compactPCI）总线，将多块
