eMMC高速阵列双备份智能存储系统

针对传统存储器使用单份eMMC进行存储时存在的传输速率较低、可靠性较差和智能化水平较低等问题，设计了一种基于eMMC高速阵列双备份智能存储系统。通过将4片容量为64 GB、型号为KLMCG8GESD-B04Q的三星eMMC芯片分成两份组成阵列，采用并行操作方式进行双备份存储。同时加入了断电续存的功能，即使出现系统偶然瞬时断电，也不会出现已存储的数据被覆盖的问题。试验测试与数据分析结果表明，该系统写入速度为152 MB/s,读出速度为83 MB/s,存储容量为118 GB。即使在有限数量eMMC失效的情况下，存储器仍能满足航天飞行记录器的各项技术指标要求。     

弹载固态记录器高速存储体系结构设计

为满足飞行器遥测中存储设备大容量、高带宽、易于扩展的要求,研究提高大容量存储器存储访问速度的方法,基于流水线并行存储技术,设计一种新的固态记录器高速存储体系结构。对其存储速度进行分析,结果表明理论最高写入速度可达300 MB/s,在某弹载回波存储器中能实现200 MB/s的数据存储,飞行试验结果也验证了该存储体系结构具有较高的可靠性。     

舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计

针对舰炮高频射击场景以及常规导弹智能化改造的过程中,发射过程膛内不可见的各种关键指标的测量对于整体弹药发射过程的把控以及舰炮耐久极限性能的测量显得极为重要;基于IPC传感器、MEMS高精度陀螺仪以及其余传感器,设计传感器阵列采集膛内过程相关数据;记录仪以FPGA为主控芯片,控制多通道高速模数转换实现对舰炮以及制导弹药击发出膛极短过程中关键参数的动态测试,再通过SRAM缓存后写入eMMC存储系统;记录仪实现8路40 MS/s采样率的模拟信号以及2路数字信号采集,实现250 MB/s的数据存储;并且满足50000 g以内冲击过载、15000°/s角速率的恶劣环境下动态测试,误差在1％以下,能够满足极短时间恶劣环境下的动态参数测量.     

飞行器遥测设备与综控机一体化设计

随着新一代飞行器技术的快速发展,对其体积、航程以及信息化程度的要求越来越严格。为此,提出了飞行器遥测设备与综控机的一体化设计,利用的数据监测与处理模块替代传统飞行器上单独的遥测设备,将其集成到综控机当中,大大节约了飞行器空间,提高了其信息处理与监测能力。该模块基于NandFlash存储器、DSP/BIOS实时操作系统千兆以太网接口以及PCM接口,能够实现大量数据的实时存储与传输。经大量试验证明：NandFlash存储器能够可靠的记录大量实验数据,千兆以太网接口可以很好的实现飞行器系统与测试设备之间的高速数据传输,通过PCM接口能够组织完成遥测数据的实时发送,既具备传统遥测设备的功能,又提高了数据处理、存储与监测的能力。     

基于Artix-7系列的eMMC阵列控制器设计与实现

为实现Artix-7系列采集平台存储速率的实时切换,提出了一种具有独立配置接口的eMMC阵列控制器。用户利用配置接口不仅可以提高存储控制逻辑的设计效率,还可以实现基于多种工作频率和阵列操控方式的备用方案,相比于其他同类控制器,集成可靠性更高,应用灵活性更强。首先介绍了eMMC 5.1协议中开放终点多块写、预设块数多块读以及数据擦除的操作原理和技术关键点,然后介绍了总体设计和主要模块的控制流程,最后利用自主设计的测试模块在硬件平台上完成速率切换功能测试和读写速率性能测试。测试结果表明,在200 MHz工作频率下控制器可长时间稳定工作,实现了200 MB/s与800 MB/s之间的速率切换,每片eMMC的最高读写速率可达到200 MB/s。     

基于Flash的高速数据记录器的研究与设计

介绍了一种基于Flash的高速数据记录器的实现方案;采用了双片选、交替双平面编程技术,并对视频数据进行总线拓宽,采用双口RAM存取无效块地址的方式,从而整体提高了存储的速度,突破了存储芯片的瓶颈,成功实现以66MB/s的速度实时存储视频数据,完全满足速率为59.6MB/s数据的写入要求;采用LVDS驱动及解串芯片相配合,并对传输线进行阻抗匹配,有效保证了信号数据的可靠接收和存储;该数据记录器已通过温度循环试验、高温老练试验、电磁兼容试验、振动试验等,性能稳定,能够实现数据的可靠存储,完全满足工程实践的要求.     

基于Miron NAND Flash的弹载数据记录器的设计

为解决传统以三星NAND Flash为基础的弹载数据记录器存储容量有限、存储速度难以提升的问题,以兼容ONFI2.2协议的MT29F32G08ABAAA为存储芯片,采用高效流水线操作以及无效块管理的逻辑设计,对芯片工作模式进行合理配置,设计了新一代数据记录器;介绍了该记录器的工作特性、能够满足特殊环境要求的硬件设计和基于高效流水线操作以及无效块管理的高速逻辑设计,最终实现了写入速度为56MB/s、存储容量为4G的高速大容量数据记录器。     

高速CMOS图像存储与实时显示系统设计

针对遥测系统图像单元存在数据量大、速度快、无法直接存储显示等问题,设计了一种高速图像存储与实时显示系统。系统以Spartan 6系列现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理器,使用Full模式Camera Link接口采集CMOS相机输出的图像数据,利用DDR3乒乓缓存技术将图像数据写入由SATA控制器组成的磁盘阵列中,并且通过千兆以太网接口将处理后的数据上传至计算机;图像数据采用抽帧以及降低分辨率的形式,将其转换为1 024×768像素的VGA分辨率格式,最后通过VGA接口对图像进行实时显示。实验结果表明,该系统能够对分辨率为2 048×2 048像素、帧频为150 f/s的高速图像数据进行长时间存储与实时显示。     

瞬态过载测试数据回读系统设计

在电磁轨道炮发射过程中,由于需要采集并存储电枢的瞬态过载参数,数据量大且变化率极快,因此对瞬态过载信号回读的传输率和稳定性要求更高。基于对瞬态过载数据回读的需要,实现了一种基于USB传输总线的回读系统。该回读系统采用XC3S400主控芯片,控制过载数据的采集、存储数据的回读和上位机指令接收,内部FIFO负责数据缓存;采集模块采用仪表放大器和数字电位器相结合的方法,实现电路增益可调;以FT232HL桥接芯片作为USB接口芯片,利用该芯片的同步245 FIFO接口,设计了USB接口硬件电路,数据传输速率能够达到46 MB/s;采用FLASH模块存储数据,以FT232HL芯片为载体,实现PC端与存储模块的数据传输。经过试验验证,系统能够对弹丸的瞬态过载参数进行可靠回读,整个系统开发周期短,硬件设计简单,可适用于其他工程应用中。     

一种基于FPGA的eMMC寿命验证的方法

为满足测试eMMC存储颗粒的长时间读写性能要求,研究了一种基于FPGA的eMMC寿命验证方法。结合eMMC工作原理和High Speed DDR（双倍率）总线模式,详细设计出验证系统的核心组成部分。硬件采用FPGA(xc7a50tfgg484-1)芯片作为主控器,4片eMMC(FEMDRW064G-88A19)芯片作为验证对象。解析eMMC初始化配置方法,设计开放式读写模块,配合eMMC监控软件控制指令,完成4片180 000次块区域的循环读写,测试结果全部通过,读写均速达到31 MB/s。     

基于FPGA的HS400模式eMMC控制器设计与实现

介绍了eMMC及其在HS400高速数据传输模式下的工作原理,提出了一种eMMC控制器的设计方案。实现了200 MHz工作频率下,使用DDR传输模式进行数据传输的eMMC控制器,并通过CRC校验模块实现对传输数据的CRC校验,增强了系统的可靠性。实验平台采用母板/子板总体架构,在Xilinx Zynq 7000 FPGA开发板Zedboard上实现eMMC控制器,通过FMC接口与eMMC芯片子板进行通信传输。仿真及板级测试表明, HS400模式下数据读写 的传输速率最高可达400 MB/s,能够在实际的eMMC开发中有效提高eMMC设备的访问性能。     

一种大容量并行采集系统实现方法

针对数据采集多通道和大容量存储的实际需求,提出了一种基于AD7658级联和CF卡存储的设计方案,重点对多通道信号隔离技术、AD级联控制及CF卡存储接口逻辑设计进行了详细的讨论。以FPGA作为主控芯片,完成对AD7658级联方式的采样率及数据串、并转换等控制;同时完成CF卡读、写、擦除等功能,并最终通过自定义协议将数据上传,上传速率达10 MB/s。测试结果表明,该模块数据采集功能正常,存储容量不小于500 MB,满足系统设计要求     

γ射线工业CT数据采集传输系统

针对多通道γ射线工业计算机断层扫描(CT)的高速数据采集和远距离传输需求,应用点对点传输,设计了基于数据报协议(UDP)的现场可编程门阵列(FPGA)数据采集传输系统.系统增加FPGA计数单元,可扩展更多通道进行数据采集.主控以FPGA作为核心,将UDP用Verilog编程的方式在FPGA中实现,控制以太网接口芯片将数据传至上位机,上位机界面与底层传输电路的相互通信利用VC++6.0编程实现.实验结果表明:在100 Mb/s全双工模式下进行网络测试,其网络利用率稳定在93%,传输速度为93 Mb/s(即11.625 MB/s);上位机能正确地接收到底层电路所发送的数据;能够满足γ射线工业CT高速数据采集系统在速度和距离上的传输要求.     

一种基于FPGA的高速数据采集系统设计

提出了一种基于FPGA的数据采集系统,并对系统的硬件电路、逻辑电路以及应用软件的设计过程作了详细的介绍。利用FPGA控制单元和USB传输模块,实现数据的高速采集、存储和传输。试验结果表明,该系统可以完成动态环境下实时数据采集、事后数据读取和处理,系统精度高、速度快、界面友好,具有较高的使用价值。     

基于S3C2440和AD9248的高速采集系统的设计

设计了一个利用高速A/D、FIFO以及ARM9实现的高速数据采集系统.通过ARM9控制高速A/D转换和FIFO的读写,并采用大容量的板载数据存储器,可以实现较长时间的连续采集.设计了网络接口和USB接口实现数据的保存和传输,并设计了GPS授时模块接口以实现多个站点的同时数据采集.     

USB视频采集系统性能提高与实现

针对踏面光电检测系统中对视频采集系统实时性的要求,提出了一种由集成USB2.0接口引擎的芯片68013,FPGA和tvp5150视频采集芯片构成的高速视频采集系统的方案。通过测试USB控制芯片68013工作在端口模式,Slavefifo模式,同步工作模式,异步工作模式下所能达到的最快速率,以及在上位机编程中数据读取方式对传输速率的影响两方面,提出了从软件设计上提高视频采集系统的性能的方案,最终实现了34.5MB/S的传输速率,满足了PAL制式视频27MB/S的速率需求。     

塑料齿轮传动误差试验机数据采集系统设计

塑料齿轮传动误差试验机是一种新型齿轮测量仪器,针对塑料齿轮传动误差试验机对数据采集系统高速度、多种类、并行采集的技术要求,设计了一款基于Zynq7000的数据采集系统。通过Zynq7000的PL部分实现多路光栅信号的同步采集,设计状态机驱动一个16位精度的ADC芯片ADS8584S采集模拟信号,把采集到的结果写入FIFO中,通过AXI和DMA控制器把数据存储到DDR3中,利用LWIP协议栈实现了数据采集系统和上位机之间以太网通信。经初步验证,该系统可以实现光栅信号和模拟信号采集、电机控制和频率测量等功能,光栅信号采集频率可以达到10 MHz,模信号采集精度可以达到0.06%。系统能够满足试验机数据采集要求,也可以用于其他仪器光栅信号高速采集,采用网络通信,为以后仪器智能测量、远程测量奠定了基础,具有很好的应用前景。