CN112699006A - 一种记录交换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种记录交换系统，包括控制模块、数据接口模块、存储模块、交换模块和光纤模块；所述存储模块分别与所述控制模块和所述数据接口模块互相连接，所述存储模块用于存储系统运行过程中产生的缓存数据；所述交换模块分别与所述控制模块和所述数据接口模块互相连接，所述交换模块用于数据交换；所述光纤模块与所述交换模块互相连接，所述光纤模块用于实现光纤通道的收发与交换。该系统安全、有效、可靠且操作简便，能满足高并发下数据记录与交换，也能满足国产化器件自主可控的要求。
Description
技术领域
本发明涉及计算机数据记录与交换技术领域，特别是涉及一种记录交换系统。
背景技术
数据记录与交换装置类似记录仪+交换机组合的设备，是一种以CPU为核心，并辅以大规模集成电路、存储载体、接口电路、交换模块、电源等构成的智能化记录与交换设备。
目前，传统的数据记录、交换系统所需要的结构空间大，设备臃肿，不易快速布置。且端口数量有限，集成度低，关键器件为进口器件，无法满足高并发下的数据记录与交换需求和国产化自主可控的要求。
因此，提供一种结合记录与交换功能一体化的，且各系统接口配置灵活，能灵活组合以适配不同客户的需求的记录交换系统是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合记录与交换功能一体化的系统，该系统安全、有效、可靠且操作简便，能满足高并发下数据记录与交换，也能满足国产化器件自主可控的要求。
基于以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种记录交换系统，包括控制模块、数据接口模块、存储模块、交换模块和光纤模块；
所述存储模块分别与所述控制模块和所述数据接口模块互相连接，所述存储模块用于存储系统运行过程中产生的缓存数据；
所述交换模块分别与所述控制模块和所述数据接口模块互相连接，所述交换模块用于数据交换；
所述控制模块与所述数据接口模块互相连接；
所述光纤模块与所述交换模块互相连接，所述光纤模块用于实现光纤通道的收发与交换。
优选地，还包括电源模块；所述电源模块用于为其他模块供电。
优选地，还包括LRM高速连接器；
所述LRM高速连接器与所述交换模块互相连接；
所述LRM高速连接器与所述光纤模块互相连接；
所述LRM高速连接器用于连接所述电源模块与其他模块，以保证电路通顺。
优选地，所述LRM高速连接器还与所述存储模块互相连接。
优选地，所述LRM高速连接器在底板上堆叠，且采用CTOLC抗震型接插件。
优选地，所述控制模块具体为CPU；
所述CPU用于对整个系统控制、分析及检索，其中，具体为系统注入回放控制、模块程序在线加载、数据实时检索及分发。
优选地，所述数据接口模块具体为FPGA；
所述FPGA用于对外的高速数据接口传输，其中，具体为在记录过程中完成对光纤数据协议的解析、数据拼接及存储、数据转发及卸载时完成对数据分割、打包及通过光纤发送。
优选地，所述存储模块包括DDR和SSD；
所述DDR分别与所述CPU和所述FPGA互相连接；
所述SSD一部分与所述FPGA互相连接，另一部分与所述LRM高速连接器7互相连接。
优选地，所述交换模块包括SRIO交换芯片和网络交换芯片；
所述SRIO交换芯片用于实现30路4XSRIO交换；
所述网络交换芯片用于实现路电口交换。
优选地，所述电源模块包括主电源模块和次级电源模块；
所述主电源模块具体为高度定制非隔离型270W 1/8砖块电源；
所述次级电源模块上设有μModule稳压器，该稳压器用于控制使纹波控制在20mV以下。
本发明所提供的记录交换系统，通过设置控制模块、数据接口模块以及分别与它们相连的存储模块、交换模块，和与交换模块相连的光纤模块，在数据记录与交换时能自主可控。工作过程中，数据通过光纤通道传输进系统，光纤模块对数据进行收发，并将数据传输至交换模块，交换模块与控制模块和数据接口模块相连，控制模块、数据接口模块与存储模块相连；数据通过数据接口模块和控制模块传输至存储模块中记录。本系统仅需通过控制模块、数据接口模块与存储模块、交换模块相连，即可将由光纤模块传输来的数据进行存储和交换，无论是实现存储和交换任一功能或者两者功能的结合均可灵活组合运用，以适配不同客户的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种记录交换系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种记录交换系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种记录交换系统的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例采用递进的方式撰写。
在实际运用过程中，根据不同的使用需求或所需的效果，系统各个模块可以根据实际需要进行选择。在本实施例中，控制模块采用中央处理器CPU；数据接口模块采用可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array)(简称FPGA)；存储模块采用32G具有硬毁钥功能的双倍速率同步动态随机存储器(Double Data Rate)(简称DDR)和16通道SATA3.0接口的固态硬盘简称SSD)；交换模块采用高可靠、高性能、基于包交换的新一代高速互联技术，能实现30路4X SRIO交换功能的交换芯片(Serial Rapid I/O)(简称SRIO)和能实现64路网络交换功能的网络交换芯片；光纤模块采用6个24收24发可实现光电信号转换的光纤。
如图1至图2，一种记录交换系统，包括控制模块1、数据接口模块2、存储模块3、交换模块4和光纤模块5；
存储模块3分别与控制模块1和数据接口模块2互相连接，存储模块3用于存储系统运行过程中产生的缓存数据；
交换模块4分别与控制模块1和数据接口模块2互相连接，交换模块4用于数据交换；
控制模块1与数据接口模块2互相连接；
光纤模块5与交换模块4互相连接，光纤模块5用于实现光纤通道的收发与交换。
本发明所提供的记录交换系统，通过设置控制模块、数据接口模块以及分别与它们相连的存储模块、交换模块，和与交换模块相连的光纤模块，在数据记录与交换时能自主可控。工作过程中，数据通过光纤通道传输进系统，光纤模块对数据进行收发，并将数据传输至交换模块，交换模块与控制模块和数据接口模块相连，控制模块、数据接口模块与存储模块相连；数据通过数据接口模块和控制模块传输至存储模块中记录。本系统仅需通过控制模块、数据接口模块与存储模块、交换模块相连，即可将由光纤模块传输来的数据进行存储和交换，无论是实现存储和交换任一功能或者两者功能的结合均可灵活组合运用，以适配不同客户的需求。
优选地，还包括电源模块6；电源模块6用于为其他模块供电。
实际运用过程中，还需配备高性能电源模块。需要说明的是，市场标准砖块电源，1/8砖块隔离电源功率均在200W以下，而本发明实施例采用的电源模块使用定制高度非隔离型270W 1/8砖块电源。
优选地，还包括LRM高速连接器7；
LRM高速连接器7与交换模块4互相连接；
LRM高速连接器7与光纤模块5互相连接；
LRM高速连接器7用于连接电源模块6与其他模块，以保证电路通顺。
实际运用过程中，还可配备LRM高速连接器，LRM系列是航空电子模块标准连接器。其中，低频接触件采用高可靠性、低插拔力的刷式接触件；高频接触件采用浮动式结构，在1mm浮动范围内保证射频传输性能。模块化组合结构，外壳壳体不变的情况下，各射频、差分、光纤、电源等模块可任意组合，集多种信号传输。LRM高速连接器中各模块采用法拉第电笼结构，具有静电放电ESD保护功能。射频模块工作频率范围：0-18GHz；0-40GHz差分模块数据传输率：0-3.125Gbps。
优选地，LRM高速连接器7还与存储模块3互相连接。
实际运用过程中，LRM高速连接器可与存储模块互相连接，可将LRM中的射频、差分、光纤等模块的数据可直接传输至存储模块中，便于在高并发下维持系统的稳定性，减少拥堵。
优选地，LRM高速连接器7在底板上堆叠，且采用CTOLC抗震型接插件。
实际运用过程中，LRM高速连接器结构上，在内部使用3D立体堆叠，底层为FPGA接口板，中间层为液冷水道，上层为存储阵列和CPU部分，各器件在三维上与结构紧密贴合，充分贴合中间层的液冷水道和外层的导冷盖板。CTOLC/CSOLC系列矩形四排表贴高速连接器，其是高精密、高速率表面贴装连接器的标杆产品，起信号连接作用，传输速率可达10Gbps,可广泛应用于航空、航天、地面支援及舰船电气和电子设备。
如图3，优选地，控制模块1具体为CPU 11；
CPU11用于对整个系统控制、分析及检索，其中，具体为系统注入回放控制、模块程序在线加载、数据实时检索及分发。
实际运用过程中，采用飞腾FT-2000/4作为核心，其处理工作主频高达2.6GHz,集成4MB二级cache和4MB三级cache,可提供25.6GB/s访存带宽，集成俩个X16PCIE3.0接口，而最大功耗仅为15W。能满足客户高并发访问的要求又能降低系统功耗。
优选地，数据接口模块2具体为FPGA 21；
FPGA 21用于对外的高速数据接口传输，其中，具体为在记录过程中完成对光纤数据协议的解析、数据拼接及存储、数据转发及卸载时完成对数据分割、打包及通过光纤发送。
实际运用过程中，采用型号为SMQ7VX690TFFG1927FPGA的可编程逻辑器件芯片，其内部可编程资源非常丰富，其中包含3600个数字信号处理器，1470个36Kb的BRAM，693120个逻辑单元，20个CMT，3个PCIE3.0，80个GTH等可编程资源，可实现高性能数字信号处理、大容量的逻辑运算等应用，具有高带宽的数据吞吐能力。
优选地，存储模块3包括DDR 31和SSD 32；
DDR 31分别与CPU 11和FPGA 21互相连接；
SSD 32一部分与FPGA 21互相连接，另一部分与LRM高速连接器7互相连接。
实际运用过程中，采用的双倍数据率同步动态随机存取存储器简称DDR为具有双倍数据传输率的SDRAM，其数据传输速度为系统时钟频率的两倍，由于速度增加，其传输性能优于传统的SDRAM。采用的固态硬盘简称SSD是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。CPU、FPGA、LRM高速连接器的数据传输至上述存储器中，可提高工作效率，避免高并发下的拥堵。
优选地，交换模块4包括SRIO交换芯片41和网络交换芯片42；
SRIO交换芯片41用于实现30路4XSRIO交换；
网络交换芯片42用于实现64路电口交换。
实际运用过程中，SRIO则是面向串行背板、DSP和相关串行数据平面连接应用的串行RapidIO接口。串行RapidIO包含一个3层结构的协议，即物理层、传输层、逻辑层。物理层定义电气特性、链路控制、低级错误管理、底层流控制数据；传输层定义包交换、路由和寻址机制；逻辑层定义总体协议和包格式。可以实现最低引脚数量，采用DMA传输，支持复杂的可扩展拓扑，多点传输；可选的1.25Gbps、2.5Gbps、3.125Gbps和5Gbps四种速度能满足不同应用需求。
优选地，电源模块6包括主电源模块61和次级电源模块62；
主电源模块61具体为高度定制非隔离型270W 1/8砖块电源；
次级电源模块62上设有μModule稳压器，该稳压器用于控制使纹波控制在20mV以下。
实际运用过程中，采用μModule稳压器，其拥有通过PMBus(一种基于I2C的开放标准数字接口协议)实现的远程可配置性及电源系统管理(PSM)参数的遥测监察功能。该器件具有4.5V至17V的宽输入电压范围和0.5V至5.5V的输出电压范围，并在整个温度范围内提供了±0.5％的DC准确度。能够以可编程摆率和排序延迟时间对LTM4675的电源输出进行数字调节、裕度调整以及上电/断电操作。接通时间最大值为70ms。遥测回读参数包括VIN、IIN、VOUT、IOUT、温度、运行峰值、正常运行时间、故障和报警。在9A负载条件下，整个温度范围内的电流回读准确度为±2.5％。
以上对本发明所提供的一种记录交换系统进行了详细介绍。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种记录交换系统，其特征在于，包括控制模块(1)、数据接口模块(2)、存储模块(3)、交换模块(4)和光纤模块(5)；
所述存储模块(3)分别与所述控制模块(1)和所述数据接口模块(2)互相连接，所述存储模块(3)用于存储系统运行过程中产生的缓存数据；
所述交换模块(4)分别与所述控制模块(1)和所述数据接口模块(2)互相连接，所述交换模块(4)用于数据交换；
所述控制模块(1)与所述数据接口模块(2)互相连接；
所述光纤模块(5)与所述交换模块(4)互相连接，所述光纤模块(5)用于实现光纤通道的收发与交换。
2.如权利要求1所述的记录交换系统，其特征在于，还包括电源模块(6)；所述电源模块(6)用于为其他模块供电。
3.如权利要求2所述的记录交换系统，其特征在于，还包括LRM高速连接器(7)；
所述LRM高速连接器(7)与所述交换模块(4)互相连接；
所述LRM高速连接器(7)与所述光纤模块(5)互相连接；
所述LRM高速连接器(7)用于连接所述电源模块(6)与其他模块，以保证电路通顺。
4.如权利要求3所述的记录交换系统，其特征在于，所述LRM高速连接器(7)还与所述存储模块(3)互相连接。
5.如权利要求3所述的记录交换系统，其特征在于，所述LRM高速连接器(7)在底板上堆叠，且采用CTOLC抗震型接插件。
6.如权利要求1所述的记录交换系统，其特征在于，所述控制模块(1)具体为CPU(11)；
所述CPU(11)用于对整个系统控制、分析及检索，其中，具体为系统注入回放控制、模块程序在线加载、数据实时检索及分发。
7.如权利要求4所述的记录交换系统，其特征在于，所述数据接口模块(2)具体为FPGA(21)；
所述FPGA(21)用于对外的高速数据接口传输，其中，具体为在记录过程中完成对光纤数据协议的解析、数据拼接及存储、数据转发及卸载时完成对数据分割、打包及通过光纤发送。
8.如权利要求7所述的记录交换系统，其特征在于，所述存储模块(3)包括DDR(31)和SSD(32)；
所述DDR(31)分别与所述CPU(11)和所述FPGA(21)互相连接；
所述SSD(32)一部分与所述FPGA(21)互相连接，另一部分与所述LRM高速连接器(7)互相连接。
9.如权利要求1所述的记录交换系统，其特征在于，所述交换模块(4)包括SRIO交换芯片(41)和网络交换芯片(42)；
所述SRIO交换芯片(41)用于实现30路4XSRIO交换；
所述网络交换芯片(42)用于实现64路电口交换。
10.如权利要求2所述的记录交换系统，其特征在于，所述电源模块(6)包括主电源模块(61)和次级电源模块(62)；
所述主电源模块(61)具体为高度定制非隔离型270W 1/8砖块电源；
所述次级电源模块(62)上设有μModule稳压器，该稳压器用于控制使纹波控制在20mV以下。
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Legal Events
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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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