基于fpga的高速数据采集及海量存储系统的设计与实现

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1、南京理工大学硕士学位论文基于FPGA的高速数据采集及海量存储系统的设计与实现姓名：陈玙申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：王志华20100601硕士论文基于FPGA的高速数据采集及海量存储系统的设计与实现摘要数据采集技术是信息科学的重要组成部分，也是现代检测技术的基础。随着现代科学技术的应用需求，数据采集经常与数据处理、存储作为一个完整的系统用于航空航天、图像分析、雷达探测等领域；另一方面，随着制造工艺的发展，采集速度与存储容量也得到了极大提升。目前，以FPGA为核心，同时结合高速采集技术与海量存储技术的数字系统是人们研究的

2、热点。本文首先介绍了数据采集与存储技术的国内外发展现状与应用前景，随后根据系统指标确定了系统总体方案及各子模块的实现方案。本设计实现了高速数据采集，并通过光纤通道将采样数据存储到光纤硬盘中去。整个系统分为高速数据采集模块、数据缓冲模块、数据存储模块。其中数据采集模块对滤波放大后的输入信号进行采样，采样率可调；数据缓冲模块负责对采样得到的数据进行缓存；数据存储模块负责将缓存后的数据传输至光纤硬盘进行存储。本设计利用FPGA来对整个系统进行控制，并向各模块提供其所需的时钟。本文使用了Multisim、Modelsim等仿真工具对各子模块功能

3、进行了时序仿真，最后介绍了本设计中制作的两块电路板并加以调试，测试结果表明本设计满足系统指标。关键词：数据采集，FPGA，海量存储，光纤传输Abstract硕士论文DataacquisitiontechniqueisallimportantcomponentofInformationScience，aswellasthebasisofmodemdetectiontechniques．Withtheneedsofscienceandtechnology,dataacquisition，unitedwithdataprocessingand

4、storage，isoftenappliedintothefieldsofaerospace，imagetreatmentandradardetection．Ontheotherhand，withthedevelopmentofmanufacturingprocess，thepickingrateandstorecapacityhavebeenhighlyimproved．Atpresent，withacoreofFPGA，thedigitalsystemunitedwithhighspeeddataacquisitionandmass

5、memoryhasbecomeahotspot．Thisdissertationintroducesthecurrentsituationofdataacquisitionandstorageathomeandabroad，aswellastheprospectofapplication．Thenitconfirmstheimplementationsofthewholesystemandsubmodulesaccordingtothesystemindexes．Thisdesignrealizeshighspeedacquisitio

6、nanditisdesignedtocommunicatewithafiberharddiskSOthatthesesampledataCanbestored．Thewholesystemconsistsofhi【ghspeeddataacquisitionmodule，databuffermoduleanddatastoragemodule．Dataacquisitionmoduleregulatesthesampleratetosampletheanalogdataafterthesignalisfilteredandmagnifi

7、ed．Databuffermoduletakeschargeofcachingthesampledataandthenthelastmodulewilltransportthemtotheopticalharddiskforstorage．ThisdesignmakesuseofFPGAtocontrolthesystemandprovidethe．requiredclocksofeachmodule．ThispaperusestheMultisimandModelsimsimulationtoolstosimulatethetimin

8、gofthreesubmodulesandfinallydescribesthetwocircuitboardsusedinthisdesign．Thetestresultsprovethatthisdes