基于雷达回波信号高速存储系统的设计

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雷达技术随着航空航天技术的极大提升,也逐渐趋向高分辨率等方向发展,同时这也给雷达加大了信息量,因此也给雷达数据记录设备提出了更高要求。首先要求其大容量,目前用于雷达的数据记录仪,容量要求一般均在几十GB,有的已经达到了几百GB以上;其次要求高速度,以前的数据记录仪一般只有几KB/s,现在通常要求达到几十MB/s,甚至上百MB/s;再是要求数据的可靠性,由于数据记录仪一般工作的环境比较恶劣,再加上有时候电路设计的一些原因,导致数据位发生翻转,数据发生失真而影响数据的可靠性,而这也许就会带来严重的后果,因此在设计数据记录仪时也必须加入必要措施保证数据的可靠性。本文围绕如何采集存储高速、大容量的雷达回波数据展开了研究。在国内外发展现状以及实际应用需求的基础上,提出了基于雷达回波信号高速存储系统的总体设计方案。针对40MHz的回波信号,设计了132MHz的采样率。为实现双通道的低相位差,采用了时钟芯片分配两个通道的时钟,并且在PCB走线时也会格外注意信号线长度的一致以保证信号的同步。对于采集中的高速大容量数据,使用了目前较为主流、成熟的LVDS技术进行数据传输。数据的存储选择了三星公司的NAND FLASH作为数据的存储介质,并使用了流水线技术、交错双平面操作等方法有效的解决了高速数据与NANDFLASH写入速度过低的矛盾。采用了32片4GB的NAND FLASH搭建出128GB的存储容量。本文最后通过搭建系统测试平台做出了大量的测试,从测试结果中能看出数据记录仪存储卡的存储速度可达到88MB/s,并且数据经校验无错误,能有效的满足任务需要,实现了对高速大容量数据的可靠存储。
摘要第4-5页
Abstract第5页
第一章 绪论第8-12页
    1.1 采集技术的研究现状第8-9页
    1.2 存储技术的研究现状第9页
    1.3 高速大容量采集存储系统发展趋势第9-10页
        1.3.1 存储介质第10页
        1.3.2 存储容量第10页
        1.3.3 可靠性措施第10页
    1.4 论文的内容安排第10-12页
第二章 采集存储系统的硬件设计第12-32页
    2.1 采集存储系统总体方案设计第12-13页
        2.1.1 设计需求第12页
        2.1.2 采集存储系统的硬件结构框架第12-13页
    2.2 采集电路设计第13-18页
        2.2.1 采集系统性能要求第13页
        2.2.2 AD 转换器技术指标第13-14页
        2.2.3 AD 前端设计第14-18页
    2.3 存储电路设计第18-23页
        2.3.1 存储系统性能第18页
        2.3.2 存储介质的选型第18-22页
        2.3.3 FLASH 阵列设计第22-23页
    2.4 电源设计第23-25页
        2.4.1 DC/DC 变换第23-24页
        2.4.2 电源和地的去耦第24-25页
    2.5 LVDS 设计第25-29页
        2.5.1 LVDS 技术第25-26页
        2.5.2 LVDS 接口电路设计第26-29页
    2.6 电路设计要点第29-32页
第三章 采集存储系统的逻辑设计第32-52页
    3.1 FPGA 选型和介绍第32-36页
        3.1.1 FPGA 的选型第32页
        3.1.2 FPGA 的设计流程第32-34页
        3.1.3 Xilinx ISE 开发软件应用第34-36页
    3.2 采集卡 FPGA 设计第36-38页
    3.3 存储卡 FPGA 设计第38-43页
    3.4 逻辑设计中关键技术第43-52页
        3.4.1 交叉双平面页编程技术第43页
        3.4.2 流水线技术第43-44页
        3.4.3 ECC 校验技术第44-52页
第四章 系统测试与结果分析第52-57页
    4.1 测试平台搭建第52页
    4.2 系统功能测试流程第52-57页
        4.2.1 Flash 存储速度测试结果第54-55页
        4.2.2 系统整体功能测试结果第55-57页
第五章 总结与展望第57-59页
    5.1 总结第57页
    5.2 展望第57-59页
参考文献第59-61页
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果第61-62页
致谢第62页
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