基于PCIe3.0的大容量高速传输与存储系统

发布时间：2020-04-21 05:41

【摘要】：圆阵雷达作为相控阵雷达的一种形式,具有多方向、多功能、多任务、大数据量的特点,对雷达系统的数据传输与存储提出了很高的要求。而PCIe3.0总线接口以其稳定、高效的传输性能有效解决了圆阵雷达系统的高数据吞吐量问题。本文以圆阵雷达为实验背景,设计并实现了基于PCIe3.0的大容量高速传输与存储系统。本文主要开展了以下几方面的研究工作:首先对雷达系统需求及功能指标进行分析,确定了系统方案并给出了系统的工作流程。然后通过DDR3实现了数据的大容量缓存,与PCIe3.0通道数据接口对接。接着使用Xilinx公司提供的PCIe3.0IP核,通过DMA控制器完成了 PCIe3.0事务层的报文发送与接收,以SGDMA的方式配合上位机控制软件将DDR3缓存中的数据传输至上位机内存。之后将16块固态硬盘以RAIDO的方式组建磁盘阵列,将数据由上位机内存存入固态磁盘阵列。最后通过系统自检方式,产生自测数据传输,验证了磁盘阵列中存储数据的完整性与准确性,证明系统传输与存储功能可靠。本文研究的大容量高速传输与存储系统,经测试验证可以达到4.75GB/s的数据传输速度,固态磁盘阵列存储空间达到3.8TB,满足圆阵雷达数据传输与存储的设计指标,并可应用于符合该指标的各类高速系统的数据传输,具有很强的实用性。
【图文】：

逦基于ＰＣＩｅ３．０的高速传输与存储系统逡逑本系统的硬件平台搭建如图２．５所示。逡逑ｍｍｉ邋■邋＇ｉｍ逡逑：ｔｅｉ逡逑ｈ\lｊ邋＾逡逑图２．５硬件平台实物图逡逑２．５本章小结逡逑本章主要针对圆阵雷达的数据传输与存储的功能需求，，给出了一个高速大容量的数逡逑据传输与存储系统的设计方案，包括功能指标分析、方案确定、主要器件选型，并给出逡逑了理由。然后搭建了硬件平台，并最终确定在开发阶段使用系统自检模式来测试系统的逡逑传输性能：由ＭｉｃｒｏＢｌａｚｅ处理器软核控制产生自测数据来模拟圆阵雷达采集的数据存入逡逑ＤＤＲ３进行缓存，然后将数据由ＰＣＩｅ３．０通道以ＤＭＡ方式传输至上位机内存，最后存逡逑入固态磁盘阵列，读取数据文件验证自测数据的准确性与完整性。逡逑１３逡逑

图３．７邋ＤＤＲ３写数据仿真时序图逡逑２）邋ＤＤＲ３读数据时序逡逑如图３．８所示ＤＤＲ３能够提供有效的读地址及读控制信号时，断言ｒｒｅａｄｙ信号直到逡逑读取端准备好有效的读地址和读控制信号。读取端断言ｒｖａｌｉｄ信号，第一次突发传输从逡逑０地址开始，读地址通道握手成功。同时，ＤＤＲ３默认ｒｄｊｒｅａｄｙ信号为高，表示己经准逡逑备好读数据。ｒｖａｌｉｄ信号断言一个周期后，突发的读取地址由０变为０ｘ４０００，ｒｖａｌｉｄ断逡逑言取消，读取地址等待下一次突发的读地址通道握手。等到读取端断言ｒｄ＿ｖａｌｉｄ信号表逡逑示已经准备好有效的读数据信号时，读数据通道握手成功并且保持握手状态开始突发读逡逑传输。其中突发长度为ｗｌｅｎ＋ｌ＝２５６；突发类型ｗｂｕｒｓｔ为１，即ＩＮＣＲ突发类型；突发大逡逑小ｗｓｉｚｅ为６，即每次传输的长度为５１２ｂｉｔ；读数据的字节线ｗｄ＿ｓｔｒｂ为Ｏｘｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆｆ
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958.92;TP333

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本文编号：2635426