基于SSD的高速数据采集存储系统设计
发布时间：2021-11-12 07:36
在高速运动物体检测等领域中,视觉测量设备需要获取目标的姿态、形变量等测试参数,这依赖于所选择的高分辨率、高帧率相机从一定位置获取目标的高速成像信息。目前业界的采集存储设备主要集中在1-2GB/s的速度区间内,无法满足更高速度视觉测量设备的需求,为此研究高速、大容量的数据采集存储系统成为该领域急需解决的问题。本文针对3GB/s图像数据的实时存储问题,在对比业界主流存储方案的基础上,选取了基于VPX架构的SATA存储方案,制定了总体设计架构。结合总体架构,以Xilinx的GTH作为基础构件,采用通道绑定技术在FPGA上实现了高速SATAⅢ协议核的设计,为系统整体达到预定指标提供了保障。然后在充分研究缓存原理的基础上,结合时分复用技术,采用DDR3设计缓存系统,避免了高速数据采集存储过程中的数据丢失问题。最后为了实现数据管理功能,提出了对不同数据进行不同编号的方法来设计系统控制模块。经过测试,本文设计的高速数据采集存储系统完成了高速数据的采集、存储、回读和管理等功能。在对系统全部存储空间进行读写测试时,可以在读写误码率不超过10-11的前提下,实现3GB/s的数据存储速...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1Tera-store高速采集存储系统
西南科技大学硕士研究生论文 第环境的适应性。另外，VPX 架构的接口定义了高速、大功率和高密度使用起来完全满足课题的需要。VPX 架构具有代表性的接口规范如◆ 高速信号：32 对 10Gbps 的高速信号差分对；◆ 供电能力：5V 电压下 115W 功率，12V 电压下 384W 功率，48V下 768W 功率，以及相应的散热方式；◆ 高密度接口：欧卡为 6U 尺寸的机箱上具备 6 个 7 行 16 列的接器（P1-P6）和一个 8 列 7 行连接器（P0）的数据连接能力比如北京坤驰科技生产的 3U-VPX 同步采集存储系统就采用了此它可支持 16 通道高速模拟信号的数据采集[4]，可支持光纤传输，最大率可达到 2GB/s。其架构[4]如图 1-3 所示。目前生产该结构采集存储系商主要有北京坤驰科技有限公司，美国 Mercury system 公司，北京理公司和北京艾科瑞德公司等。但是大部分商家的产品数据率都1-2GB/s 的区间内，无法处理更高速率的情形。
–5SATA接口Fig.2–5SATAInterface
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于磁盘和固态硬盘的混合存储系统研究综述[J]. 陈震,刘文洁,张晓,卜海龙. 计算机应用. 2017(05)
[2]基于FPGA的DDR3协议解析逻辑设计[J]. 谭海清,陈正国,陈微,肖侬. 计算机应用. 2017(05)
[3]SATA 3.0物理层设计与FPGA实现[J]. 杨亚涛,张松涛,李子臣,王培东,曲鸣. 计算机工程与应用. 2017(20)
[4]SATA硬盘控制器的FPGA实现[J]. 贾效玲,张刚,张博. 火力与指挥控制. 2016(09)
[5]基于FPGA的SATA主机端控制器链路层发送模块设计[J]. 张庆顺,刘赞,郭宝增,张锁良. 河北大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]高速大容量数据存储技术的研究综述[J]. 李金猛,周勇军. 测控技术. 2016(02)
[7]基于PCIe的高速接口设计[J]. 李晓宁,姚远程,秦明伟. 微型机与应用. 2016(01)
[8]基于VPX标准的二次监视雷达通用处理机设计[J]. 王爱国. 电子制作. 2016(01)
[9]基于FPGA的高速数据采集存储系统设计[J]. 任勇峰,张凯华,程海亮. 电子器件. 2015(01)
[10]基于FPGA高速大容量数据采集与存储系统[J]. 刘明刚,施建礼. 仪表技术. 2014(05)
博士论文
[1]基于闪存的索引机制研究[D]. 杨程程.中国科学技术大学 2017
[2]高速高可靠小型数字视频存储系统的设计与实现[D]. 黄继鹏.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于DDR3的数字视频缓存与传输系统设计[D]. 王晓娟.中北大学 2017
[2]一种固态盘存储阵列的设计与实现[D]. 李祥楠.吉林大学 2016
[3]基于磁盘阵的高速并行采集存储系统研究[D]. 刘洋.北京理工大学 2016
[4]基于SATA接口固态硬盘的存储系统的研究与实现[D]. 王童.西安电子科技大学 2014
[5]基于FPGA的SATA协议分析及收发控制器设计[D]. 荆旭.西安电子科技大学 2014
[6]SATAⅡ主机控制器IP核设计及FPGA实现[D]. 朱佳齐.中国工程物理研究院 2013
[7]基于RocketIO高速串行通信接口的研究与实现[D]. 苏秀妮.西安电子科技大学 2013
[8]SATA接口技术研究及设计[D]. 寇科男.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于FPGA的SATAⅡ协议研究与实现[D]. 高志.湖南大学 2009
[10]固态硬盘的SATA接口设计[D]. 陈希.华中科技大学 2009
本文编号：3490458
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
–1Tera-store高速采集存储系统
西南科技大学硕士研究生论文 第环境的适应性。另外，VPX 架构的接口定义了高速、大功率和高密度使用起来完全满足课题的需要。VPX 架构具有代表性的接口规范如◆ 高速信号：32 对 10Gbps 的高速信号差分对；◆ 供电能力：5V 电压下 115W 功率，12V 电压下 384W 功率，48V下 768W 功率，以及相应的散热方式；◆ 高密度接口：欧卡为 6U 尺寸的机箱上具备 6 个 7 行 16 列的接器（P1-P6）和一个 8 列 7 行连接器（P0）的数据连接能力比如北京坤驰科技生产的 3U-VPX 同步采集存储系统就采用了此它可支持 16 通道高速模拟信号的数据采集[4]，可支持光纤传输，最大率可达到 2GB/s。其架构[4]如图 1-3 所示。目前生产该结构采集存储系商主要有北京坤驰科技有限公司，美国 Mercury system 公司，北京理公司和北京艾科瑞德公司等。但是大部分商家的产品数据率都1-2GB/s 的区间内，无法处理更高速率的情形。
–5SATA接口Fig.2–5SATAInterface
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于磁盘和固态硬盘的混合存储系统研究综述[J]. 陈震,刘文洁,张晓,卜海龙. 计算机应用. 2017(05)
[2]基于FPGA的DDR3协议解析逻辑设计[J]. 谭海清,陈正国,陈微,肖侬. 计算机应用. 2017(05)
[3]SATA 3.0物理层设计与FPGA实现[J]. 杨亚涛,张松涛,李子臣,王培东,曲鸣. 计算机工程与应用. 2017(20)
[4]SATA硬盘控制器的FPGA实现[J]. 贾效玲,张刚,张博. 火力与指挥控制. 2016(09)
[5]基于FPGA的SATA主机端控制器链路层发送模块设计[J]. 张庆顺,刘赞,郭宝增,张锁良. 河北大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]高速大容量数据存储技术的研究综述[J]. 李金猛,周勇军. 测控技术. 2016(02)
[7]基于PCIe的高速接口设计[J]. 李晓宁,姚远程,秦明伟. 微型机与应用. 2016(01)
[8]基于VPX标准的二次监视雷达通用处理机设计[J]. 王爱国. 电子制作. 2016(01)
[9]基于FPGA的高速数据采集存储系统设计[J]. 任勇峰,张凯华,程海亮. 电子器件. 2015(01)
[10]基于FPGA高速大容量数据采集与存储系统[J]. 刘明刚,施建礼. 仪表技术. 2014(05)
博士论文
[1]基于闪存的索引机制研究[D]. 杨程程.中国科学技术大学 2017
[2]高速高可靠小型数字视频存储系统的设计与实现[D]. 黄继鹏.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
硕士论文
[1]基于DDR3的数字视频缓存与传输系统设计[D]. 王晓娟.中北大学 2017
[2]一种固态盘存储阵列的设计与实现[D]. 李祥楠.吉林大学 2016
[3]基于磁盘阵的高速并行采集存储系统研究[D]. 刘洋.北京理工大学 2016
[4]基于SATA接口固态硬盘的存储系统的研究与实现[D]. 王童.西安电子科技大学 2014
[5]基于FPGA的SATA协议分析及收发控制器设计[D]. 荆旭.西安电子科技大学 2014
[6]SATAⅡ主机控制器IP核设计及FPGA实现[D]. 朱佳齐.中国工程物理研究院 2013
[7]基于RocketIO高速串行通信接口的研究与实现[D]. 苏秀妮.西安电子科技大学 2013
[8]SATA接口技术研究及设计[D]. 寇科男.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于FPGA的SATAⅡ协议研究与实现[D]. 高志.湖南大学 2009
[10]固态硬盘的SATA接口设计[D]. 陈希.华中科技大学 2009
本文编号：3490458
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