大容量高速数据记录器的设计与实现

【摘要】任何飞行器的设计都是一个不断完善的过程，飞行器的每次改进都需要大量的试验数据支撑，因此需要专门的数据记录器对试验的环境模拟量、飞行状态以及大量的视频图像数字量进行采集和存储，记录数据的分析的结果可以为下次飞行器的改进做好准备工作。现如今飞行器需要记录的数据量越来越大，尤其是视频图像数据，这就需要设计存储速度高、容量大的数据记录器来满足要求。本文首先分析了高速数据记录器的研究背景，并以国内外的发展现状为基线，结合任务的指标要求，设计的记录器装置主要完成3路高速图像数据的接收，每个通道的数据带宽为每秒50Mbyte/s，存储容量为128GByte。确定以美国Xilinx公司生产的高性能Virtex-5系列FPGA为主逻辑控制芯片。本设计创新点在于，针对高速数据接收要求，使用Virtex-5系列FPGA内部集成的高速串行收发器RocketIOGTP作为高速数据接收单元，内部MIG控制器操作两片DDR2SDRAM构成的乒乓缓存为缓存单元，32片NANDFLASH构成的存储阵列为存储单元来接收存储高速数据的总体方案设计。文中对大容量高速数据记录器的三个主要单元的工作原理做了详细的介绍，对接口复杂的RocketIOGTP收发器和MIG控制器进行封装，简化了操作的复杂性，并给出部分VerilogHDL代码和约束文件，对封装的模块进行仿真，验证其正确性。高速数据的存储因受到NANDFLASH工作频率的限制，因此本设计对存储阵列的操作采用并行处理的方法，通过增加数据总线位宽的方法来提高存储速度。高速电路对印制板布线要求较高，设计中PCB印制电路板严格按照高速数字电路布线规则和要求进行。论文最后利用配套测试台对记录器的各项功能进行了整体测试，测试结果证明，文中设计的大容量高速数据记录器完全满足要求，而且具有很高的实用意义。
【作者】赵林；
【导师】孟令军；
【作者基本信息】中北大学，微电子与固体电子学，2014，硕士
【关键词】大容量；高速；RocketIOGTP；DDR2SDRAM；乒乓缓存；

【参考文献】
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