CN105183377A - 机载数据存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机载数据存储装置，属于数据存储技术领域。本发明基于机载应用环境的特点进行设计，即要求所需存储的机载数据的包括多种类型，要求装置能够支持多种数据接收接口，同时保证数据传输速度快、存储容量大，满足飞行过程中长时间的存储需求，而且需要存储大量飞行数据，回到地面后需要进行快速卸载和处理的多种需求，通过采用可更换配件设计，使得机载数据存储装置能够支持多种数据传输接口，且互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计，接口转换模块也可独立更换，能够实现快速安装、拆卸和更换，且本发明的装置结构简单，具有良好的扩展性和灵活性，适合于高速大容量机载数据存储需求。

Description

机载数据存储装置

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，具体涉及一种机载数据存储装置。

背景技术

机载电子系统由于受到飞行环境的限制，在任务进行过程中采集的数据无法实时回传到地面，因此需要将大量飞行数据记录在机载的存储设备中，以便在完成任务后，回到地面卸载和处理。

随着传感和通信技术的不断进步，机载应用环境中，存储的数据可能包括雷达回波、视频、音频、红外、日志等多种类型，要求数据记录装置能够支持多种数据接收接口，同时保证数据传输速度快、存储容量大，满足飞行过程中长时间的存储需求。

现有数据存储装置(如：公开号为CN204242172U和CN201410678794的中国专利申请)的整个装置必须整体安装，操作和维护需要较为繁琐的流程，并且数据接口结尾固定，无法更换支持不同接口的数据信息存储要求，另一方面也不便于快速卸载数据和升级存储器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种结构简单、但能够支持多种数据传输接口，能够快速进行安装、拆卸和更换的机载数据存储装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机载数据存储装置，包括接口转换模块、存储控制模块、存储阵列模块、互连模块以及供电模块；

所述接口转换模块通过数据收发接口与外部数据采集系统连接，用于存储数据的接收与发送，同时将外部接口传输协议转换为统一的内部数据转换接口传输协议；

所述存储控制模块用于实现数据存储装置配置、存储空间管理及数据传输状态监控，通过数据转换接口与接口转换模块连接，通过数据存储接口与存储阵列模块连接，将数据写入存储阵列模块或从存储阵列模块将数据读出；

所述存储阵列模块作为存储介质用于保存机载的各种数据；

所述供电模块用于为数据存储装置的各个模块提供统一供电；

所述互连模块作为系统互联通道，为各个模块提供数据通路和供电通路；

所述互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计；所述接口转换模块可独立更换，在保证内部数据转换接口传输协议一致的情况下，实现对不同的外部数据采集系统接口的支持；所述存储阵列模块也采用可更换设计，便于安装与卸载，在存储数据达到容量上限或出现问题时，能够及时更换新的存储阵列模块，保证持续工作。

优选地，所述存储控制模块具体用于在上电完成且各模块进行自身初始化操作完成后，进行通信测试，分别测试接口转换模块和阵列存储模块的通信情况，如通信正常则启动数据存储工作，如通信不正常则上报错误信息，而后停止数据存储工作。

优选地，所述接口转换模块为接口转换板；所述存储控制模块为存储主控板；所述存储阵列模块为阵列存储盒；所述供电模块为电源板；所述互连模块为互连底板，数据存储装置通过光纤接口与外部数据采集系统进行连接，传输待存储的机载数据，其中

所述接口转换板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，对外通过光纤接口接收数据采集系统的命令与数据，对内通过Aurora接口连接存储主控板，将数据在光纤接口与Aurora接口之间进行解析与转换；

所述存储主控板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，通过Aurora接口完成与接口转换板之间的数据传输，通过多路并行SATA接口将数据写入到阵列存储盒或从阵列存储盒中读出；

所述接口转换板、存储主控板与互连底板直接采用ERNIMicroSpeed1.0mm高速连接器；

所述阵列存储盒包括两个SSD固态存储硬盘，作为最终数据的存储介质，通过多路SATA接口与存储主控板进行数据交换；

所述电源板用于将外部供电进行电压转换和调整，使其符合数据存储装置的内部供电要求，并通过互连底板将对应的电源信号连接给各板，以实现正常供电需要。

(三)有益效果

本发明基于机载应用环境的特点进行设计，即要求所需存储的机载数据的包括多种类型，要求装置能够支持多种数据接收接口，同时保证数据传输速度快、存储容量大，满足飞行过程中长时间的存储需求，而且需要存储大量飞行数据，回到地面后需要进行快速卸载和处理的多种需求，通过采用可更换配件设计，使得机载数据存储装置能够支持多种数据传输接口，且互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计，接口转换模块也可独立更换，能够实现快速安装、拆卸和更换，且本发明的装置结构简单，具有良好的扩展性和灵活性，适合于高速大容量机载数据存储需求。

附图说明

图1为本发明实施例的装置功能框图；

图2为本发明实施例的装置中存储控制模块的控制流程图；

图3为本发明实施例的装置的硬件实现结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种机载数据存储装置，包括接口转换模块、存储控制模块、存储阵列模块、互连模块以及供电模块；

所述接口转换模块通过数据收发接口与外部数据采集系统连接，用于存储数据的接收与发送，同时将外部接口传输协议转换为统一的内部数据转换接口传输协议；

所述存储控制模块用于实现数据存储装置配置、存储空间管理及数据传输状态监控，通过数据转换接口与接口转换模块连接，通过数据存储接口与存储阵列模块连接，将数据写入存储阵列模块或从存储阵列模块将数据读出；

所述存储阵列模块作为存储介质用于保存机载的各种数据；

所述供电模块用于为数据存储装置的各个模块提供统一供电；

所述互连模块作为系统互联通道，为各个模块提供数据通路和供电通路；

所述互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计；所述接口转换模块可独立更换，在保证内部数据转换接口传输协议一致的情况下，实现对不同的外部数据采集系统接口的支持；所述存储阵列模块也采用可更换设计，便于安装与卸载，在存储数据达到容量上限或出现问题时，能够及时更换新的存储阵列模块，保证持续工作。

参考图2，所述存储控制模块具体用于在上电完成且各模块进行自身初始化操作完成后，进行通信测试，分别测试接口转换模块和阵列存储模块的通信情况，如通信正常则启动数据存储工作，如通信不正常则上报错误信息，而后停止数据存储工作。如此保证了整个装置能够在正常的通信条件下启动工作，提高了可靠性。

如图3所示，所述接口转换模块为接口转换板；所述存储控制模块为存储主控板；所述存储阵列模块为阵列存储盒；所述供电模块为电源板；所述互连模块为互连底板，数据存储装置通过光纤接口与外部数据采集系统进行连接，传输待存储的机载数据，其中

所述接口转换板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，对外通过光纤接口接收数据采集系统的命令与数据，对内通过Aurora接口连接存储主控板，将数据在光纤接口与Aurora接口之间进行解析与转换；Aurora接口为串行数据传输接口，采用Xilinx标准协议，用于芯片间数据高速传输，这里使用时钟频率为3.125Gbps。

所述存储主控板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，通过Aurora接口完成与接口转换板之间的数据传输，重新组织数据格式，通过多路并行SATA接口将数据写入到阵列存储盒或从阵列存储盒中读出，同时完成装置配置运行、存储空间管理及数据传输状态监控的功能；

所述接口转换板、存储主控板与互连底板直接采用ERNIMicroSpeed1.0mm高速连接器，最高支持25Gbps的差分数据信号，体积小巧，支持反复插拔，便于模块板的更换。

所述阵列存储盒包括两个SSD固态存储硬盘SSD0、SSD1，作为最终数据的存储介质，通过多路SATA接口与存储主控板进行数据交换，时钟频率为3Gbps；

所述互连底板作为数据存储装置的数据通路，实现各个功能版之间的数据互通互连，同时完成电源板对各个功能板的供电；

所述电源板用于将外部供电进行电压转换和调整，使其符合数据存储装置的内部供电要求，并通过互连底板将对应的电源信号连接给各板，以实现正常供电需要。

本发明基于机载应用环境的特点进行设计，即要求所需存储的机载数据的包括多种类型，例如雷达回波、视频、音频、红外、日志等类型，要求装置能够支持多种数据接收接口，同时保证数据传输速度快、存储容量大，满足飞行过程中长时间的存储需求，而且需要存储大量飞行数据，回到地面后需要进行快速卸载和处理的多种需求，通过采用可更换配件设计，使得机载数据存储装置能够支持多种数据传输接口，且互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计，接口转换模块也可独立更换，能够实现快速安装、拆卸和升级、维护，且本发明的装置结构简单，具有良好的扩展性和灵活性，适合于高速大容量机载数据存储需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种机载数据存储装置，其特征在于，包括接口转换模块、存储控制模块、存储阵列模块、互连模块以及供电模块；

所述接口转换模块通过数据收发接口与外部数据采集系统连接，用于存储数据的接收与发送，同时将外部接口传输协议转换为统一的内部数据转换接口传输协议；

所述存储控制模块用于实现数据存储装置配置、存储空间管理及数据传输状态监控，通过数据转换接口与接口转换模块连接，通过数据存储接口与存储阵列模块连接，将数据写入存储阵列模块或从存储阵列模块将数据读出；

所述存储阵列模块作为存储介质用于保存机载的各种数据；

所述供电模块用于为数据存储装置的各个模块提供统一供电；

所述互连模块作为系统互联通道，为各个模块提供数据通路和供电通路；

所述互连模块与接口转换模块、存储控制模块以及存储阵列模块之间的接口均采用可拆卸设计；所述接口转换模块可独立更换，在保证内部数据转换接口传输协议一致的情况下，实现对不同的外部数据采集系统接口的支持；所述存储阵列模块也采用可更换设计，便于安装与卸载，在存储数据达到容量上限或出现问题时，能够及时更换新的存储阵列模块，保证持续工作。

2.如权利要求1所述的机载数据存储装置，其特征在于，存储控制模块具体用于在上电完成且各模块进行自身初始化操作完成后，进行通信测试，分别测试接口转换模块和阵列存储模块的通信情况，如通信正常则启动数据存储工作，如通信不正常则上报错误信息，而后停止数据存储工作。

3.如权利要求1所述的机载数据存储装置，其特征在于，所述接口转换模块为接口转换板；所述存储控制模块为存储主控板；所述存储阵列模块为阵列存储盒；所述供电模块为电源板；所述互连模块为互连底板，数据存储装置通过光纤接口与外部数据采集系统进行连接，传输待存储的机载数据，其中

所述接口转换板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，对外通过光纤接口接收数据采集系统的命令与数据，对内通过Aurora接口连接存储主控板，将数据在光纤接口与Aurora接口之间进行解析与转换；

所述存储主控板使用XilinxVirtex5系列FPGA实现，通过Aurora接口完成与接口转换板之间的数据传输，通过多路并行SATA接口将数据写入到阵列存储盒或从阵列存储盒中读出；

所述接口转换板、存储主控板与互连底板直接采用ERNIMicroSpeed1.0mm高速连接器；

所述阵列存储盒包括两个SSD固态存储硬盘，作为最终数据的存储介质，通过多路SATA接口与存储主控板进行数据交换；

所述电源板用于将外部供电进行电压转换和调整，使其符合数据存储装置的内部供电要求，并通过互连底板将对应的电源信号连接给各板，以实现正常供电需要。