前言：

隨著計算機技術(shù)發(fā)展,，計算機總線速率,、處理能力與存儲技術(shù)得到了快速發(fā)展,。就存儲技術(shù)而言相比于五年前，現(xiàn)在不論是傳輸速率,，存儲速度與存儲容量均有了不同數(shù)量級的變化。如現(xiàn)在的PCIe Express總線可以實現(xiàn)3GB/s （Gen2.0, X8）以上,，或6GB/s（Gen3.0, X8）以上的傳輸速率,；而SATA磁盤容量也可以輕易實現(xiàn)動輒幾T，多動幾十T的規(guī)模,。

在高速數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域（一般指的雷達,、衛(wèi)星,、無線電、光電,、激光等高頻物理信號）,，因試驗、監(jiān)測及裝備的需要,，對于原始信號的長時間捕捉與存儲需求也日益增強,。做為實現(xiàn)這些需求的手段，一般搭建一套高速數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)是比較常規(guī)的方式,。做為商用級的采集存儲供應(yīng)商,，一般會基于不同應(yīng)用場景提供了不同的數(shù)據(jù)采集存儲方案。下面列出了常見的幾種不同的存儲系統(tǒng)：

1,、基于PCIe總線計算機采集存儲系統(tǒng):

這種系統(tǒng)一般采用PCIe高速數(shù)據(jù)采集卡做為高速AD轉(zhuǎn)換的入口,，高頻模擬電信號經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后經(jīng)PCIeX8總線，將數(shù)字信號傳送至計算機,。它的系統(tǒng)的中心是一款仔細挑選的性能卓越的基礎(chǔ)計算機,，它可以配備有8或 16個驅(qū)動器托架和6個PCIe插槽的超微4U塔式機， 并擁有2.4 GHz四核處理器,，板載圖形處理器,，8 GBRAM，專門用于系統(tǒng)安裝的256 GB固態(tài)硬盤,，Windows7操作系統(tǒng)等配置,。機箱上自帶的865W電源采用風(fēng)扇靜音冷卻配置。

根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用需求,，并不是服務(wù)器型的計算機是唯一選擇,，便攜式計算機搭建成采集存儲系統(tǒng)也是可行的。

當(dāng)為適應(yīng)超大容量的需求,，可以采取采集系統(tǒng)與存儲系統(tǒng)分離的方式,，存儲系統(tǒng)采用專門的塔式服務(wù)器陳列列架構(gòu)。采集單元可以通過萬兆光纖口進行數(shù)據(jù)傳輸,。

坤馳科技提供的QTS采集存儲系統(tǒng),，可以通過搭配不同的QT11XX系列板卡和配置不同的計算機存儲速率和容量，以適配不同客戶需求,。QT11XX采集卡的采樣率可以從80MS/s到5GS/s,，通過設(shè)置不同的采樣模式，在計算機可以承載的存儲帶寬內(nèi),，可以實現(xiàn)連續(xù)流盤和長時間記錄的目的,。

這種系統(tǒng)的核心架構(gòu)為：PCIe高速數(shù)據(jù)采集卡、高性能計算機,、RAID控制卡,、磁盤陣列等,。

坤馳科技提供了API函數(shù)可以供用戶二次開發(fā)使用，也提供了圖形化界面Qt capturelab進行直接的操作控制,。

2,，VPX架構(gòu)的SATA采集存儲系統(tǒng)：

對于軍用、惡劣環(huán)境及外場等應(yīng)用場合,，桌面計算機形態(tài)的系統(tǒng)相對不太適合,。而基于vpx總線的高速采集存儲系統(tǒng)可以規(guī)避普通計算機的一些不足，特別是抗震性方面的局限,。vpx先天的優(yōu)勢,，如高密度接插件，歐卡規(guī)格,，牢固安裝的高可靠導(dǎo)軌等,，為在振動等場合（如機載，車載）提供了合適的選擇,。

VPX采集存儲系統(tǒng)的主要架構(gòu)一般為：VPX高速采集板,，VPX FPGA SATA控制板,，VPX 磁盤板（一般選用SSD固態(tài)硬盤）及VPX機箱平臺等,，如下圖：

分別形態(tài)如下：

高速AD板 FPGA SATA控制板 磁盤存儲板
FPGA SATA控制板實現(xiàn)sata的協(xié)議解析與sata磁盤的控制，文件系統(tǒng)的構(gòu)架等,。

RTM板：

系統(tǒng)框圖為：

3,嵌入式采集存儲系統(tǒng)

某些應(yīng)用場合除了對于采集存儲系統(tǒng)要求堅固,，可靠，小巧外,，他對計算機的依賴比較低,。那么一種嵌入式的采集記錄儀器也應(yīng)運而生。它采用自定義的總線結(jié)構(gòu),，F(xiàn)PGA SATA控制與存儲單元集成在一起,，而外部信號接口采用fmc的方式做為靈活適配的部件，如用于雷達采集的AD轉(zhuǎn)換板,，用于圖像采集的mameralink板,，用于光纖采集的光纖采集板等。


這種采集記錄儀的產(chǎn)品定位為類似于一個黑匣子,，可以啟動記錄,，用戶可以不必關(guān)注它的工作狀態(tài)，到時直接讀取數(shù)據(jù)即可,。

除此,，它具備這樣的主要特點：

1)超便攜式：超便攜式數(shù)字存儲裝置是一種通用的海量數(shù)據(jù)實時記錄與存儲裝置，可以為產(chǎn)品的多種數(shù)據(jù)提供記錄,、存儲,、下載,，讀寫訪問等功能。該裝置完成客戶要求的光纖接口的數(shù)據(jù)記錄與回放,，裝置主要完成光纖數(shù)據(jù)記錄,、回放；同時具有數(shù)據(jù)查詢,、檢索,、提取、預(yù)覽等對數(shù)據(jù)管理功能,；可通過控制臺操作控制,；
2)全嵌入式架構(gòu)：
采集記錄過程無OS參與，全FPGA數(shù)據(jù)采集和直接寫入高速SSD盤,。架構(gòu)簡潔,，數(shù)據(jù)流程短，可靠性高,；光纖數(shù)字存儲裝置可以單臺使用,，也可以多臺集群使用，應(yīng)對客戶需求的全套配置（兩臺裝置集群）和半套配置（單臺單獨使用）,。

3) 高性能：
高速SATA3 6Gbs數(shù)據(jù)寫入?yún)f(xié)議,，成熟的并發(fā)寫入架構(gòu)，單盤穩(wěn)定持續(xù)寫入可以達到400MB/s以上,，單臺裝置裝有至多8塊盤,，性能不低于3.2GB/s，單臺裝置支持容量1T,、2T,、4T、8T,、16T,，大可支持32T。
4) 數(shù)據(jù)安全性：
先進的metadata數(shù)據(jù)管理機制,，全部數(shù)據(jù)文件分塊記錄,，確保后續(xù)記錄過程中發(fā)生意外不影響前面已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)完整性，以及海量文件檢索的可靠性,；
5) 易用性：
針對不同應(yīng)用在上位機更改系統(tǒng)配置,，支持友好的用戶界面。


總結(jié)：

上述介紹是用在科研及裝備領(lǐng)域的常見的幾種采集存儲系統(tǒng),，當(dāng)然形式不止于上述幾種,。這些系統(tǒng)根據(jù)自身的特點，可以分別應(yīng)用在實驗室、車載,、機載,、野外等場合。它們可以現(xiàn)實衛(wèi)星中頻,、雷達,、無線通訊、光纖數(shù)字信號,、圖像信號的記錄,。

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