CN108710599A - 一种基于fpga的雷达高速记录板卡 - Google Patents

一种基于fpga的雷达高速记录板卡 Download PDF

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CN108710599A
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赵瑞东
滕达
李萌
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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Shandong Chaoyue CNC Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的雷达高速记录板卡，包括RapidIO接口，FPGA控制模块，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块；所述的RapidIO接口，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块分别通过数据线与FPGA控制模块连接。本发明的一种基于FPGA的雷达高速记录板卡和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、使用方便等特点，采用Vertex7 FPGA做为核心控制单元，大大提升了处理性能，核心带宽可达3.5GB/s，满足高速雷达采集的记录要求。

Description

一种基于FPGA的雷达高速记录板卡
技术领域
本发明涉及电路设计领域，具体地说是一种基于FPGA的雷达高速记录板卡。
背景技术
近年来随着我国航空领域的不断发展，各种国产高性能飞机不断涌现。而雷达做为飞机上的眼睛，是飞机不可或缺的一部分。飞机通过雷达记录飞行过程中的视频或者图像，而由于飞机雷达采集速度非常快，传统的SATA硬盘（峰值带宽小于600MB/s）难以满足其记录需求。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于FPGA的雷达高速记录板卡。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种基于FPGA的雷达高速记录板卡，包括RapidIO接口，FPGA控制模块，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块；
所述的RapidIO接口，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块分别通过数据线与FPGA控制模块连接。
所述的RapidIO接口为单路或双路对外接口，通过网络管理模块，进行端口配置，灵活的切换单路或者双路接口。
所述的RapidIO接口的双路接口带宽3.5GB/s,单路接口带宽2GB/s。
所述的NandFlash存储阵列为16x4形式，即有16个通道，每个通道上挂4片NandFlash，在NandFlash端接口为onfi2.0标准接口。
所述的网络管理模块采用网络RJ45接口，可远程对板卡进行控制和配置，控制板卡进行记录，配置RapidIO接口，读取数据以及读取健康信息。
所述的健康管理模块主要由传感器组成，所述的传感器包括电压传感器，温度传感器，用来保证雷达记录板卡处于正常的工作状态。
雷达高速记录板卡记录时，数据通过所述的RapidIO接口传输至所述的FPGA控制模块，先缓存至所述的DDR3缓存模块，缓存到一定数量，将所述的DDR3缓存模块中的数据再通过所述的FPGA控制模块搬移至所述的NandFlash存储阵列，完成数据的存储。
雷达高速记录板卡读取时，数据从所述的NandFlash存储阵列搬移至所述的DDR3缓存模块，再通过所述的RapidIO接口输出。
雷达高速记录板卡具体使用方法如下：
将所述的RapidIO接口连接至机载雷达信息采集系统上，将所述的网络管理模块连接至机载计算机之上；进行记录时，首先通过所述的网络管理模块配置所述的RapidIO接口数量，即确定单通道还是双通道；若配置成单通道则有2GB/s的带宽，若配置成双通道则有3.5GB/s的带宽；然后通过网络发送开始记录命令，板卡会将采集到的信息存储至所述的NandFlash存储阵列中去；当想要回读数据时，使用计算机通过网络管理模块发送回读命令，则数据会从所述的NandFlash存储阵列搬移至计算机。
本发明的一种基于FPGA的雷达高速记录板卡和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、使用方便等特点，采用Vertex7 FPGA做为核心控制单元，大大提升了处理性能，核心带宽可达3.5GB/s，满足高速雷达采集的记录要求。
附图说明
附图1为一种基于FPGA的雷达高速记录板卡的结构框图。
具体实施方式
实施例1：
一种基于FPGA的雷达高速记录板卡，包括RapidIO接口，FPGA控制模块，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块；
所述的RapidIO接口，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块分别通过数据线与FPGA控制模块连接。
所述的RapidIO接口为单路对外接口，通过网络管理模块，进行端口配置。
所述的RapidIO接口的单路接口带宽2GB/s。
所述的NandFlash存储阵列为16x4形式，即有16个通道，每个通道上挂4片NandFlash，在NandFlash端接口为onfi2.0标准接口。
所述的网络管理模块采用网络RJ45接口，可远程对板卡进行控制和配置，控制板卡进行记录，配置RapidIO接口，读取数据以及读取健康信息。
所述的健康管理模块主要由传感器组成，所述的传感器包括电压传感器，温度传感器，用来保证雷达记录板卡处于正常的工作状态。
雷达高速记录板卡记录时，数据通过所述的RapidIO接口传输至所述的FPGA控制模块，先缓存至所述的DDR3缓存模块，缓存到一定数量，将所述的DDR3缓存模块中的数据再通过所述的FPGA控制模块搬移至所述的NandFlash存储阵列，完成数据的存储。
雷达高速记录板卡读取时，数据从所述的NandFlash存储阵列搬移至所述的DDR3缓存模块，再通过所述的RapidIO接口输出。
雷达高速记录板卡具体使用方法如下：
将所述的RapidIO接口连接至机载雷达信息采集系统上，将所述的网络管理模块连接至机载计算机之上；进行记录时，首先通过所述的网络管理模块配置所述的RapidIO接口数量，即确定单通道；若配置成单通道则有2GB/s的带宽；然后通过网络发送开始记录命令，板卡会将采集到的信息存储至所述的NandFlash存储阵列中去；当想要回读数据时，使用计算机通过网络管理模块发送回读命令，则数据会从所述的NandFlash存储阵列搬移至计算机。
实施例2：
一种基于FPGA的雷达高速记录板卡，包括RapidIO接口，FPGA控制模块，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块；
所述的RapidIO接口，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块分别通过数据线与FPGA控制模块连接。
所述的RapidIO接口为双路对外接口，通过网络管理模块，进行端口配置。
所述的RapidIO接口的双路接口带宽3.5GB/s。
所述的NandFlash存储阵列为16x4形式，即有16个通道，每个通道上挂4片NandFlash，在NandFlash端接口为onfi2.0标准接口。
所述的网络管理模块采用网络RJ45接口，可远程对板卡进行控制和配置，控制板卡进行记录，配置RapidIO接口，读取数据以及读取健康信息。
所述的健康管理模块主要由传感器组成，所述的传感器包括电压传感器，温度传感器，用来保证雷达记录板卡处于正常的工作状态。
雷达高速记录板卡记录时，数据通过所述的RapidIO接口传输至所述的FPGA控制模块，先缓存至所述的DDR3缓存模块，缓存到一定数量，将所述的DDR3缓存模块中的数据再通过所述的FPGA控制模块搬移至所述的NandFlash存储阵列，完成数据的存储。
雷达高速记录板卡读取时，数据从所述的NandFlash存储阵列搬移至所述的DDR3缓存模块，再通过所述的RapidIO接口输出。
雷达高速记录板卡具体使用方法如下：
将所述的RapidIO接口连接至机载雷达信息采集系统上，将所述的网络管理模块连接至机载计算机之上；进行记录时，首先通过所述的网络管理模块配置所述的RapidIO接口数量，即确定双通道；若配置成双通道则有3.5GB/s的带宽；然后通过网络发送开始记录命令，板卡会将采集到的信息存储至所述的NandFlash存储阵列中去；当想要回读数据时，使用计算机通过网络管理模块发送回读命令，则数据会从所述的NandFlash存储阵列搬移至计算机。在使用过程中，可以通过网络接口发送查看板卡状态的命令，回读健康管理模块中的信息，确保板卡的工作状态。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (9)

1.一种基于FPGA的雷达高速记录板卡，其特征在于，包括RapidIO接口，FPGA控制模块，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块；
所述的RapidIO接口，DDR3缓存模块，NandFlash存储阵列，网络管理模块以及健康管理模块分别通过数据线与FPGA控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于,所述的RapidIO接口为单路或双路对外接口，通过网络管理模块，进行端口配置，灵活的切换单路或者双路接口。
3.根据权利要求1或2所述的雷达高速记录板卡，其特征在于, 所述的RapidIO接口的双路接口带宽3.5GB/s,单路接口带宽2GB/s。
4.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于, 所述的NandFlash存储阵列为16x4形式，即有16个通道，每个通道上挂4片NandFlash，在NandFlash端接口为onfi2.0标准接口。
5.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于,所述的网络管理模块采用网络RJ45接口，可远程对板卡进行控制和配置，控制板卡进行记录，配置RapidIO接口，读取数据以及读取健康信息。
6.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于,所述的健康管理模块主要由传感器组成，所述的传感器包括电压传感器，温度传感器，用来保证雷达记录板卡处于正常的工作状态。
7.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于,雷达高速记录板卡记录时，数据通过所述的RapidIO接口传输至所述的FPGA控制模块，先缓存至所述的DDR3缓存模块，缓存到一定数量，将所述的DDR3缓存模块中的数据再通过所述的FPGA控制模块搬移至所述的NandFlash存储阵列，完成数据的存储。
8.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于,雷达高速记录板卡读取时，数据从所述的NandFlash存储阵列搬移至所述的DDR3缓存模块，再通过所述的RapidIO接口输出。
9.根据权利要求1所述的雷达高速记录板卡，其特征在于, 雷达高速记录板卡具体使用方法如下：
将所述的RapidIO接口连接至机载雷达信息采集系统上，将所述的网络管理模块连接至机载计算机之上；进行记录时，首先通过所述的网络管理模块配置所述的RapidIO接口数量，即确定单通道还是双通道；若配置成单通道则有2GB/s的带宽，若配置成双通道则有3.5GB/s的带宽；然后通过网络发送开始记录命令，板卡会将采集到的信息存储至所述的NandFlash存储阵列中去；当想要回读数据时，使用计算机通过网络管理模块发送回读命令，则数据会从所述的NandFlash存储阵列搬移至计算机。
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