分布式信号采集阵列节点软件设计

分布式信号采集阵列技术作为当前信号处理技术的研究热点,广泛应用于海洋油气勘探、声呐探索等重要领域。研发具有自主知识产权的分布式信号采集阵列系统意义重大。本文研究的节点软件系统是分布式信号采集阵列系统的重要环节,具有很好的工程实用价值。本文研究开发了分布式信号采集阵列节点系统,为了实现系统需求指标,设计了自定义通信协议,并基于该协议研发设计了节点软件系统,实现了信号的同步采集、稳定高速的远距离传输和主控系统对节点系统的实时控制。为了保障自定义通信协议的可靠性,本文结合了基于信息冗余的CRC校验、基于时间冗余的数据重发和基于混合冗余的链路状态检测三种容错机制,并在自定义通信协议的基础上研发了包括通信管理模块、采集模块、485模块、数据处理模块、命令处理模块、存储模块和采集传输驱动模块的软件系统,实现了信号的采集传输与主控系统命令的实时响应。本文结合PCI-e技术、DMA技术以及Linux编程技术,设计了处理器与FPGA之间的高速传输接口,实现处理器与FPGA之间的高速数据传输。测试结果表明,本文研发的分布式信号采集阵列节点系统软件实现了对主控系统的实时响应和稳定高速的数据采集传输,达到了系统设计需求。