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具有高速采样、实时传输、长时记录等特性的大容量实时记录系统,在机载雷达、卫星空天和信息通讯等领域拥有较大的应用需求。本文采用PCIe总线Switch背板扩展结构,研究了一种功能可扩展、存储深度大的采样数据长时记录系统。本文针对一般总线记录系统架构,结合文件内存映射和PCIe总线传输技术,设计了一种基于高速采集板卡的实时不间断记录存储方案。系统硬件主要由数据采集板卡、Switch总线背板、计算机和RAID磁盘阵列构成,引入PCIe Switch总线背板,它独立于计算机系统,解决了普通记录系统的传输瓶颈问题,还提供了良好的性能扩展性。整个记录系统包括硬件逻辑设计和系统记录软件设计两部分。在逻辑设计方面,主要完成实时信号的高速采集逻辑和DMA数据传输逻辑。数据采集逻辑中,结合数据拼接、地址译码等技术,使用双FIFO缓存设计,实现数据跨时钟域传输功能。DMA数据传输逻辑主要负责FPGA与PEX8311桥接芯片的DMA传输控制,最终实现PCIe单通道DMA数据稳定传输。软件设计方面,基于VS2008开发环境,使用MFC类,结合PLX SDK,实现了DMA数据传输线程、文件内存映射线程、触发存储线程和记录存储日志等设计,完善了系统的数据记录功能,以及记录状态动态显示和存储路径定制等辅助功能。其中,应用多线程通信技术、文件内存映射技术、Demand DMA以及Windows消息响应技术,完成了记录系统软件的主体功能。除此之外,应用XML文件技术,创新的实现了记录存储日志功能,为用户记录之后的数据管理提供了方便。目前,系统完成了各个功能模块的测试,经过最终记录验证之后,基本满足采样率为80MSPS的数据记录需求。通过多次记录测试,系统整体性能稳定,数据存储连续完整,单通道PCIe的持续记录速率可达160MB/s,记录时长达6.7小时,记录深度达4TB。