前言：

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)總線速率,、處理能力與存儲(chǔ)技術(shù)得到了快速發(fā)展,。就存儲(chǔ)技術(shù)而言相比于五年前,，現(xiàn)在不論是傳輸速率,，存儲(chǔ)速度與存儲(chǔ)容量均有了不同數(shù)量級(jí)的變化,。如現(xiàn)在的PCIe Express總線可以實(shí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)輒幾T，多動(dòng)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(dá)、衛(wèi)星,、無(wú)線電,、光電、激光等高頻物理信號(hào)）,，因試驗(yàn),、監(jiān)測(cè)及裝備的需要，對(duì)于原始信號(hào)的長(zhǎng)時(shí)間捕捉與存儲(chǔ)需求也日益增強(qiáng),。做為實(shí)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(chǔ)系統(tǒng)是比較常規(guī)的方式。做為商用級(jí)的采集存儲(chǔ)供應(yīng)商,，一般會(huì)基于不同應(yīng)用場(chǎng)景提供了不同的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)方案,。下面列出了常見(jiàn)的幾種不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)：

1,、基于PCIe總線計(jì)算機(jī)采集存儲(chǔ)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(hào)經(jīng)高速數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后經(jīng)PCIeX8總線,，將數(shù)字信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī),。它的系統(tǒng)的中心是一款仔細(xì)挑選的性能卓越的基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)，它可以配備有8或 16個(gè)驅(qū)動(dòng)器托架和6個(gè)PCIe插槽的超微4U塔式機(jī),， 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(jī)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(chǎng)應(yīng)用需求,，并不是服務(wù)器型的計(jì)算機(jī)是唯一選擇，便攜式計(jì)算機(jī)搭建成采集存儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)分離的方式，存儲(chǔ)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(guò)萬(wàn)兆光纖口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,。

坤馳科技提供的QTS采集存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以通過(guò)搭配不同的QT11XX系列板卡和配置不同的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)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(guò)設(shè)置不同的采樣模式,，在計(jì)算機(jī)可以承載的存儲(chǔ)帶寬內(nèi),，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)流盤和長(zhǎng)時(shí)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(jì)算機(jī),、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(kāi)發(fā)使用,，也提供了圖形化界面Qt capturelab進(jìn)行直接的操作控制。

2,，VPX架構(gòu)的SATA采集存儲(chǔ)系統(tǒng)：

對(duì)于軍用,、惡劣環(huán)境及外場(chǎng)等應(yīng)用場(chǎng)合，桌面計(jì)算機(jī)形態(tài)的系統(tǒng)相對(duì)不太適合,。而基于vpx總線的高速采集存儲(chǔ)系統(tǒng)可以規(guī)避普通計(jì)算機(jī)的一些不足,，特別是抗震性方面的局限。vpx先天的優(yōu)勢(shì),，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(dòng)等場(chǎng)合（如機(jī)載,，車載）提供了合適的選擇,。

VPX采集存儲(chǔ)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(jī)箱平臺(tái)等,，如下圖：

分別形態(tài)如下：

    高速AD板     FPGA SATA控制板     磁盤存儲(chǔ)板
FPGA SATA控制板實(shí)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(chǔ)系統(tǒng)

某些應(yīng)用場(chǎng)合除了對(duì)于采集存儲(chǔ)系統(tǒng)要求堅(jiān)固,，可靠，小巧外,，他對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴比較低,。那么一種嵌入式的采集記錄儀器也應(yīng)運(yùn)而生。它采用自定義的總線結(jié)構(gòu),，F(xiàn)PGA SATA控制與存儲(chǔ)單元集成在一起,，而外部信號(hào)接口采用fmc的方式做為靈活適配的部件，如用于雷達(dá)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(gè)黑匣子,，可以啟動(dòng)記錄,，用戶可以不必關(guān)注它的工作狀態(tài)，到時(shí)直接讀取數(shù)據(jù)即可,。

除此,，它具備這樣的主要特點(diǎn)：

1)超便攜式：超便攜式數(shù)字存儲(chǔ)裝置是一種通用的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄與存儲(chǔ)裝置，可以為產(chǎn)品的多種數(shù)據(jù)提供記錄,、存儲(chǔ),、下載，讀寫訪問(wèn)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(shí)具有數(shù)據(jù)查詢、檢索,、提取,、預(yù)覽等對(duì)數(shù)據(jù)管理功能；可通過(guò)控制臺(tái)操作控制,；
2)全嵌入式架構(gòu)：
采集記錄過(guò)程無(wú)OS參與,，全FPGA數(shù)據(jù)采集和直接寫入高速SSD盤,。架構(gòu)簡(jiǎn)潔，數(shù)據(jù)流程短,，可靠性高,；光纖數(shù)字存儲(chǔ)裝置可以單臺(tái)使用，也可以多臺(tái)集群使用,，應(yīng)對(duì)客戶需求的全套配置（兩臺(tái)裝置集群）和半套配置（單臺(tái)單獨(dú)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(dá)到400MB/s以上,，單臺(tái)裝置裝有至多8塊盤，性能不低于3.2GB/s,，單臺(tái)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(jìn)的metadata數(shù)據(jù)管理機(jī)制,，全部數(shù)據(jù)文件分塊記錄，確保后續(xù)記錄過(guò)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(duì)不同應(yīng)用在上位機(jī)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(jiàn)的幾種采集存儲(chǔ)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(diǎn),，可以分別應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室,、車載、機(jī)載,、野外等場(chǎng)合,。它們可以現(xiàn)實(shí)衛(wèi)星中頻、雷達(dá),、無(wú)線通訊,、光纖數(shù)字信號(hào)、圖像信號(hào)的記錄,。

                 
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