CN110996031B - 基于以太网和srio的数据记录与回放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计算机网络通信技术领域，具体涉及一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，所述装置包括：上层模块、接口模块以及存储模块；该装置采用VPX架构，分为记录和回放两种模式。在记录模式下可以实现CAN、CameraLink、ARINC、USB总线的数据的接收与存储，以及实时显示CameraLink图像的功能；在回放模式可以将CAN、CameraLink、ARINC、USB数据上传到上层设备供用户使用。通过采用断电保护、分区存储的设计策略，提高了数据的完整性和可靠性；增加实时预显功能提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明属于计算机网络通信技术领域，具体涉及一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置。
背景技术
随着故障排查与数据分析技术的发展，数据记录与回放设备应用广泛。在某一实际应用环境中，需要记录并存储CAN、CameraLink、ARINC、USB总线的数据，并实时显示收到的CameraLink图像。传统的装置只具备记录和存储功能。当系统突然断电时，容易造成线上数据的丢失；当接收数据类型较多时，会出现存储数据混淆的情况；当用户有可视化需求时，无法做到实时显示。这些问题都会影响数据的完整性与用户体验。
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：如何提供一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，所述数据记录与回放装置包括：上层模块、接口模块以及存储模块；
其中，所述装置在记录模式下时：
所述上层模块用于向接口模块发送启动记录命令，接口模块收到该命令后，用于将命令转发至存储模块；存储模块用于在收到启动记录命令后，发送回令给接口模块；接口模块还用于收到来自存储模块的回令后，开始接收CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据；
为防止数据混杂，所述接口模块用于将接收到的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据以不同的SRIO远端地址传输给存储模块；
所述存储模块用于在收到来自接口模块的数据后，根据不同的远端地址存储到不同的NAND FLASH空间；
所述接口模块用于在收到一行完整的CameraLink类型的图像数据后，将其压缩成一行JPEG格式的图像数据，上传给上层模块；
所述上层模块用于在收到压缩完成的一帧JPEG格式的图像数据后，对图像进行显示。
其中，所述装置在回放模式下时：
记录完成后，用户需要对数据上传和分析；
所述上层模块用于向接口模块发送启动上传命令，接口模块用于在接收到该启动上传命令后，将启动上传命令转发至存储模块；
所述存储模块用于在收到启动上传命令后，解析命令参数中用户需要上传的数据类型与长度，读取其内部NAND FLASH阵列相应存储空间的数据，通过SRIO总线发送到接口模块；
所述接口模块用于在接收到来自存储模块的数据后，将数据转发给上层模块，供用户分析使用。
其中，所述上层模块为一台支持以太网通信的PC机，其用于向接口模块发送命令，接收接口模块上传的数据，显示JPEG格式图像。
其中，所述上层模块与接口模块通过以太网连接。
其中，所述接口模块与存储模块通过SRIO总线连接。
其中，所述接口模块包括第一CPU、FPGA、总线收发电路。
其中，所述总线收发电路用于接收VPX底板的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据，并将数据的物理层信息过滤；
所述FPGA用于实现对数据的进一步过滤，并将过滤后的协议层数据发送给第一CPU；
所述第一CPU作为接口模块的核心部件，一方面实现通过以太网接收上层模块的命令，以及将数据上传至上层模块的功能；另一方面实现通过SRIO总线转发命令、传输数据给存储模块，以及接收存储模块数据上传的功能。
其中，所述存储模块采用第二CPU+NAND FLASH阵列的架构实现；
所述第二CPU通过SRIO接口与VPX底板相连，NAND FLASH阵列通过EMIF接口与第二CPU相连；
所述第二CPU通过接收不同的命令实现对NAND FLASH阵列的数据存储与数据读取功能。
其中，所述第二CPU外部电路并联大电容，当存储模块断电时，大电容会释放电流给第二CPU，使第二CPU再工作一段时间，起到断电保护的功能。
其中，所述装置在数据记录与回放的过程中，加入了断电保护、分区存储、实时预显功能，保障了数据的完整性，满足了用户在记录模式下实时查看CameraLink图像的需求，提高了系统的可靠性和用户体验。
(三)有益效果
本发明主要针对数据记录与回放的需求，提供一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置。该装置采用VPX架构，分为记录和回放两种模式。在记录模式下可以实现CAN、CameraLink、ARINC、USB总线的数据的接收与存储，以及实时显示CameraLink图像的功能；在回放模式可以将CAN、CameraLink、ARINC、USB数据上传到上层设备供用户使用。通过采用断电保护、分区存储的设计策略，提高了数据的完整性和可靠性；增加实时预显功能提升了用户体验。
附图说明
图1是数据记录与回放装置结构图。
图2是接口模块内部结构图。
图3是存储模块内部结构图。
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。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，如图1所示，所述数据记录与回放装置包括：上层模块、接口模块以及存储模块；
其中，所述装置在记录模式下时：
所述上层模块用于向接口模块发送启动记录命令，接口模块收到该命令后，用于将命令转发至存储模块；存储模块用于在收到启动记录命令后，发送回令给接口模块；接口模块还用于收到来自存储模块的回令后，开始接收CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据；
为防止数据混杂，所述接口模块用于将接收到的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据以不同的SRIO远端地址传输给存储模块；
所述存储模块用于在收到来自接口模块的数据后，根据不同的远端地址存储到不同的NAND FLASH空间；
所述接口模块用于在收到一行完整的CameraLink类型的图像数据后，将其压缩成一行JPEG格式的图像数据，上传给上层模块；
所述上层模块用于在收到压缩完成的一帧JPEG格式的图像数据后，对图像进行显示。
其中，所述装置在回放模式下时：
记录完成后，用户需要对数据上传和分析；
所述上层模块用于向接口模块发送启动上传命令，接口模块用于在接收到该启动上传命令后，将启动上传命令转发至存储模块；
所述存储模块用于在收到启动上传命令后，解析命令参数中用户需要上传的数据类型与长度，读取其内部NAND FLASH阵列相应存储空间的数据，通过SRIO总线发送到接口模块；
所述接口模块用于在接收到来自存储模块的数据后，将数据转发给上层模块，供用户分析使用。
其中，所述上层模块为一台支持以太网通信的PC机，其用于向接口模块发送命令，接收接口模块上传的数据，显示JPEG格式图像。
其中，所述上层模块与接口模块通过以太网连接。
其中，所述接口模块与存储模块通过SRIO总线连接。
其中，如图2所示，所述接口模块包括第一CPU、FPGA、总线收发电路。
其中，所述总线收发电路用于接收VPX底板的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据，并将数据的物理层信息过滤；
所述FPGA用于实现对数据的进一步过滤，并将过滤后的协议层数据发送给第一CPU；
所述第一CPU作为接口模块的核心部件，一方面实现通过以太网接收上层模块的命令，以及将数据上传至上层模块的功能；另一方面实现通过SRIO总线转发命令、传输数据给存储模块，以及接收存储模块数据上传的功能。
其中，如图3所示，所述存储模块采用第二CPU+NAND FLASH阵列的架构实现；
所述第二CPU通过SRIO接口与VPX底板相连，NAND FLASH阵列通过EMIF接口与第二CPU相连；
所述第二CPU通过接收不同的命令实现对NAND FLASH阵列的数据存储与数据读取功能。
其中，所述第二CPU外部电路并联大电容，当存储模块断电时，大电容会释放电流给第二CPU，使第二CPU再工作一段时间，起到断电保护的功能。
其中，所述装置在数据记录与回放的过程中，加入了断电保护、分区存储、实时预显功能，保障了数据的完整性，满足了用户在记录模式下实时查看CameraLink图像的需求，提高了系统的可靠性和用户体验。
此外，本发明还提供一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放方法，所述数据记录与回放方法基于数据记录与回放装置来实施，如图1所示，所述数据记录与回放装置包括：上层模块、接口模块以及存储模块；
所述方法在记录模式下，包括如下步骤：
步骤11：启动记录；
所述上层模块向接口模块发送启动记录命令，接口模块收到该命令后，用于将命令转发至存储模块；存储模块在收到启动记录命令后，发送回令给接口模块；接口模块收到来自存储模块的回令后，开始接收CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据；
步骤12：数据转发；
为防止数据混杂，所述接口模块将接收到的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据以不同的SRIO远端地址传输给存储模块；
步骤13：数据存储；
所述存储模块在收到来自接口模块的数据后，根据不同的远端地址存储到不同的NAND FLASH空间；
步骤14：实时预显；
所述接口模块的FPGA在收到一行完整的CameraLink类型的图像数据后，压缩成一行JPEG格式的图像数据，通过以太网上传给上层模块；所述上层模块在收到压缩完成的一帧JPEG格式的图像数据后，对图像进行显示。
其中，所述方法在回放模式下，包括如下步骤：
步骤21：启动上传；
记录完成后，用户需要对数据上传和分析；所述上层模块向接口模块发送启动上传命令，接口模块接收到该启动上传命令后，将启动上传命令转发至存储模块；
步骤22：数据上传；
所述存储模块收到启动上传命令后，解析命令参数中用户需要上传的数据类型与长度，读取其内部NAND FLASH阵列相应存储空间的数据，通过SRIO总线发送到接口模块；
步骤23：数据转发；
所述接口模块接收到来自存储模块的数据后，将数据通过以太网转发给上层模块，供用户分析使用。
其中，所述上层模块为一台支持以太网通信的PC机，其用于向接口模块发送命令，接收接口模块上传的数据，显示JPEG格式图像。
其中，所述上层模块与接口模块通过以太网连接。
其中，所述接口模块与存储模块通过SRIO总线连接。
其中，如图2所示，所述接口模块包括第一CPU、FPGA、总线收发电路。
其中，所述总线收发电路用于接收VPX底板的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据，并将数据的物理层信息过滤；
所述FPGA用于实现对数据的进一步过滤，并将过滤后的协议层数据发送给第一CPU；
所述第一CPU作为接口模块的核心部件，一方面实现通过以太网接收上层模块的命令，以及将数据上传至上层模块的功能；另一方面实现通过SRIO总线转发命令、传输数据给存储模块，以及接收存储模块数据上传的功能。
其中，如图3所示，所述存储模块采用第二CPU+NAND FLASH阵列的架构实现；
所述第二CPU通过SRIO接口与VPX底板相连，NAND FLASH阵列通过EMIF接口与第二CPU相连；
所述第二CPU通过接收不同的命令实现对NAND FLASH阵列的数据存储与数据读取功能。
其中，所述第二CPU外部电路并联大电容，当存储模块断电时，大电容会释放电流给第二CPU，使第二CPU再工作一段时间，起到断电保护的功能。
其中，所述方法在数据记录与回放的过程中，加入了断电保护、分区存储、实时预显功能，保障了数据的完整性，满足了用户在记录模式下实时查看CameraLink图像的需求，提高了系统的可靠性和用户体验。
综上，该装置及方法实现了接收CAN、CameraLink、ARINC、USB总线的数据，通过SRIO总线存储到NAND FLASH阵列，并在记录完成后通过以太网将数据上传到上层设备的功能。该装置及方法采用模块化的设计理念，在存储设备和上层设备之间增加了接口板，接口板负责总线数据的接收，存储设备负责数据存储与显示。该装置及方法加入了断电保护、分区存储、实时预显等多个功能，克服了传统设备经常出现的数据不完整、实时显示缺失的诸多缺陷，同时提升了用户体验。
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 (4)
1.一种基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，其特征在于，所述数据记录与回放装置包括：上层模块、接口模块以及存储模块；
其中，所述装置在记录模式下时：
所述上层模块用于向接口模块发送启动记录命令，接口模块收到该命令后，用于将命令转发至存储模块；存储模块用于在收到启动记录命令后，发送回令给接口模块；接口模块还用于收到来自存储模块的回令后，开始接收CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据；
为防止数据混杂，所述接口模块用于将接收到的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据以不同的SRIO远端地址传输给存储模块；
所述存储模块用于在收到来自接口模块的数据后，根据不同的远端地址存储到不同的NAND FLASH空间；
所述接口模块用于在收到一行完整的CameraLink类型的图像数据后，将其压缩成一行JPEG格式的图像数据，上传给上层模块；
所述上层模块用于在收到压缩完成的一帧JPEG格式的图像数据后，对图像进行显示；
所述装置在回放模式下时：
记录完成后，用户需要对数据上传和分析；
所述上层模块用于向接口模块发送启动上传命令，接口模块用于在接收到该启动上传命令后，将启动上传命令转发至存储模块；
所述存储模块用于在收到启动上传命令后，解析命令参数中用户需要上传的数据类型与长度，读取其内部NAND FLASH阵列相应存储空间的数据，通过SRIO总线发送到接口模块；
所述接口模块用于在接收到来自存储模块的数据后，将数据转发给上层模块，供用户分析使用；
所述上层模块为一台支持以太网通信的PC机，其用于向接口模块发送命令，接收接口模块上传的数据，显示JPEG格式图像；
所述上层模块与接口模块通过以太网连接；
所述接口模块与存储模块通过SRIO总线连接；
所述接口模块包括第一CPU、FPGA、总线收发电路；
所述总线收发电路用于接收VPX底板的CAN/CameraLink/ARINC/USB总线数据，并将数据的物理层信息过滤；
所述FPGA用于实现对数据的进一步过滤，并将过滤后的协议层数据发送给第一CPU；
所述第一CPU作为接口模块的核心部件，一方面实现通过以太网接收上层模块的命令，以及将数据上传至上层模块的功能；另一方面实现通过SRIO总线转发命令、传输数据给存储模块，以及接收存储模块数据上传的功能。
2.如权利要求1所述的基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，其特征在于，所述存储模块采用第二CPU+NAND FLASH阵列的架构实现；
所述第二CPU通过SRIO接口与VPX底板相连，NAND FLASH阵列通过EMIF接口与第二CPU相连；
所述第二CPU通过接收不同的命令实现对NAND FLASH阵列的数据存储与数据读取功能。
3.如权利要求2所述的基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，其特征在于，所述第二CPU外部电路并联大电容，当存储模块断电时，大电容会释放电流给第二CPU，使第二CPU再工作一段时间，起到断电保护的功能。
4.如权利要求3所述的基于以太网和SRIO的数据记录与回放装置，其特征在于，所述装置在数据记录与回放的过程中，加入了断电保护、分区存储、实时预显功能，保障了数据的完整性，满足了用户在记录模式下实时查看CameraLink图像的需求，提高了系统的可靠性和用户体验。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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