电磁大数据的快速存储与管理技术

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1、财｛謂我衫＿硕士学位论文＿修Ｉ电磁大数据的快速存储与管理技术Ｉ作者姓名张士聪学校导师姓名、职称李鹏教授企业导师姓名、职称王丽华研究员—圍摘要摘要随着当代科技快速、迅捷的发展，电磁环境愈发的复杂，通过电子侦察获取的电磁信号有着大数据的显著特点。在如此庞大的电磁数据面前将电磁信号通过数据采集后以数字信号的形式进行快速存储，对电磁信号的详细分析具有重要的意义。论文设计的高速采集与大容量存储系统包括：高速模拟信号采集板、低速模拟信号采集板、命令解析与数据转发板以及存储控制板，这些

2、硬件功能模块由高速VPX总线来实现相互之间的数据以及命令通信。管理软件实现部分，是操作人员与采集存储系统的交互，并对采样数据进行处理和分析。论文的主要工作如下：1.以Xilinx公司的FPGA芯片XC6VHX255T为核心，并搭配Freescale公司的MPC8377E芯片设计了命令解析与数据转发板。通过对FPGA和PowerPC的程序设计，实现了三大主要功能：一是对上位机的命令解析并将解析之后的命令转发至其它相应的板卡；二是通过GTX串行收发器对采样板的接受数据进行分配并转发到相应存储板卡；三是对存储

3、数据进行处理同时将其回放至上位机当中。2.根据系统对信号的采样速率要求，以TI公司的ADC12D800RF模数转换芯片及Xilinx公司的FPGA芯片XC6VLX240T为核心设计了高速数据采集板卡，并搭配其它硬件功能模块，最终实现了对模拟信号最高1GHz的采样频率。3.在上位机操作模块当中，设计了一套与系统相匹配的管理软件来实现操作人员与系统进行交互，并且通过该软件对回放数据进行存储管理以及对高速采样数据的拼接恢复工作。4.对设计的系统进行了测试和验证。测试及实验结果表明，系统在数据采集、存储及管理方

4、面均达到设计要求，并具有很好的稳定性。关键词：电磁大数据，高速存储，FPGA，组织管理技术IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,electromagneticenvironmentbecomesmoreandmorecomplex,andtheseelectromagneticsignalswhichisacquiredthroughelectronicreconnaissancehavesignific

5、antcharacteristicsofBigData.Inthefaceofsuchahugeamountofelectromagneticdata,theelectromagneticsignalisrapidlystoredintheformofadigitaldataafterdataacquisition,whichisofgreatsignificancetothedetailedanalysisofelectromagneticsignals.High-speedacquisitionan

6、dmassstoragesystemwhichismentionedinthepaperincludes:high-speedanalogsignalacquisitionboard,low-speedanalogsignalacquisitionboard,commandresolutionanddataforwardingboard,andstoragecontrolboard.Thesehardwarefunctionmodulesimplementdataandcommandcommunicat

7、ionbetweeneachotherbythehigh-speedVPXbus.Themanagementsoftwareimplementationpartistheinteractionbetweentheoperatorandtheacquisitionstoragesystem,anditprocessesandanalyzesthesampleddata.Inthissystem,themainworkofthispaperisasfollows:1.WithXilinx'sFPGAchip

8、XC6VHX255TandFreescale'sMPC8377Echipasthecoredesigncommandparsinganddataforwardingboard.ThroughtheprogrammingofFPGAandPowerPC,threemajorfunctionsareimplemented:First,thecommandofthehostcomputerisparsedandtheparsedcommandis