基于pci总线的实时高速数据记录器研究

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1、分类号塑墼UDC——X987787密缓——编号——中国科学院研究生院硕士学位论文指导教师壶拄民班盔虽主巨型堂医皇王堂班塞匮；申请学位级别王堂亟±学科专业名称适值皇值盅丕缝论文提交日期2QQ鱼生§旦论文答辩日期2Q壁垒生§旦培养单位生垦型堂院电王堂班宜压学位授予单位生垦叠堂随殛塞生院答辩委员会主席奎筮鑫)，．1．-e摘要·随着数字技术的高速发展，信号处理技术已经成为目标识别和雷达成像的核心技术之一．由于数字信号处理的前提和基础是要对回波信号进行实时信号采集和存储，数据采集和存储在信号处理过程中就具有相当

2、重要的意义。其中基于总线的数据采集与存储系统，由于成本低，互操作性、可扩展性好，且可靠、易于实现，灵活性强，并具有良好的软件兼容性，在雷达、气象、地震预报、航空航天、通信等领域得到了广泛的应用．．·本文以马来西亚机载SAR系统数据记录分机的研制为基础，详细介绍了基于PCI总线的高速数据采集系统的设计和实现方法。由于要求的数据传输率很高(40MBytes／sec)，但PCI总线带宽(132MBytes／sec)有限，且使用的Windows2000·是非实时操作系统，所以保持高速数据记录过程的可靠性、实时

3、性将会成为一个很棘手的问题．为此作者从硬件、驱动程序，应用程序设计三方面进行了创新性的工程实践：首先，采集卡上采用大容量的缓存，以降低中断频率和增加系统的稳定性；并结合对Windows2000操作系统CPU时间片分配的原则的研究和实验，给出了缓存容量的最小值(4Mbytes)．其次，在驱动开发中，使用了在内核模式下完成数据采集和存储的方案，这样大大减少了系统交互时问，从而提高了系统的传输效率和可靠性．再其次，从数据记录器的特点出发，采用BL0cK咖^传输方．式传输数据，提高了I／o的吞吐量．最后，在应

4、用程序中应用多线程技术，完成对输入数据的FLAG和WCLK信号的监测，减小对记录进程的干扰．通过这些方法很好地解决了上述存在的问题。本数据记录器已经通过功能测试、环模实验、振动实验和冲击实验，各项性能指标达到或超过预期要求．现已投入到‘中国一马来西亚合作机载遥感系统》(C^SSAR—ELI)项目的实际使用中．其48MBps无错码的记录速率(基于32bits／33洲zPCI总线的Pc机系统上)，在同类型产品中处于领先地位．另外，该记录器还具有对输入数据的FL^G和WCLK信号进行监测和自检功能。工作人员

5、可以及时地了解雷达数据形成器和数据记录器的工作状态．另外由于数掘以Windows文件格式存储，所以不需要回放过程，方便后续处理．关键词：Pcl总线，PCI9054，高速数据采集，驱动程痔，DriverStudio知L￡删p．ResearchonReal·TimeandHigh·SpeedData。RecorderBasedonPCIABS7IRACTShenYn(Communication＆InformationSystem)DirectedbyProLWeiMingOi．Instituteof日ec

6、tronics-●ChineseAcademyofScience’ABSnlACT●-Withtherapiddevelopmentofdigitaltechnique,·digitalsignalprocessinghasbecomeSkeytechniqueofdetectingandimagingofradarinmodernradartechnology。Becausetheprerequisiteandfoundationofdigitalsignalprocessingisreal—tim

7、eechoacquisitionandstoraggtSOdataacquisitionandstorageplaysanimportantroleindigitalsignalprocessing．ThedataacquisitiOnandstoragesystemBasedonPCIbushastheadvantageofbighperformance，lowcost，easytouse，auto—configure，highrellabilityandbetterexpansibility．Du

8、etoits．highflexibilityandcompatibilityithasbeensppliedwidelytothefieldsofradervweather、earthquakeforecast、8vigation、communicationandetcinrecentyears．ThepaperiSbasedOntheresearchofthedatarecorderofMalaysiaS^R．霄eintroducethedesigna