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随着测量技术的飞速发展,为了提高图像质量和测量精度,高分辨率、高帧频的高速相机被广泛用于拍摄实验现象,从而产生高速、海量的图像数据,如何将这些高速视频数据实时无损的存储下来成为一个急需解决的问题。航空航天等军事领域应用环境较为恶劣,一般都伴随着高低温、高湿热和强震等,因此在满足性能要求的前提下,如何设计出环境特性好、高质量、高速度的视频存储系统,实时无损地存储海量视频数据是研究的关键。本文针对EoSens CL系列高速CMOS相机,克服了常用的设备中一般都存在的体积大、数据导出较慢、通信接口简单、操控较麻烦和易用性差等问题,设计并实现了基于FPGA+PowerPC+SSD的小型化的高速视频实时记录存储系统。本文以FPGA作为高速数据采集、数据处理和图像输出显示及数据上传的管控中心,以PowerPC架构处理器P1010作为数据存储核心处理器,以SATA接口固态硬盘作为数据存储介质,采用Camera Link、PCIe、IIC、RS485和光纤等通信手段,实现高速相机输出的600MB/s的视频数据的实时采集存储,并通过光纤接口实现数据高速上传。论文主要工作如下:1.分析和研究了现阶段市场上的高速数据采集存储系统实现原理及其优缺点,并针对设计要求提出本系统的实现方案。本系统采用高速相机采集高速视频并通过Camera Link接口输入系统,以PCIe总线作为系统内高速数据传输接口,以RS485作为指令传输接口,以光纤作为数据上传接口,以SSD作为数据存储介质,采用Linux嵌入式操作系统,最终通过FPGA+PowerPC+SSD架构满足系统需求。2.针对Camera Link接口视频数据输入,设计和实现了DS90CR288AMTD差分信号的转换;针对PCIe高速数据传输接口,通过Stratix IV GX内嵌PCIe硬核设计并实现了基于Gen2×4宽度的PCIe链路,并在PCIe链路下设计实现了高速数据传输DMA控制器;针对指令传输接口,设计和实现了FPGA下RS485通信接口,并通过电平转换芯片实现LVDS电平和CMOS电平转换。3.针对高速相机输出600MB/s视频数据,设计和实现了4路PowerPC基于Gen 2×1宽度的PCIe链路,每一路PowerPC存储150MB/s图像数据和附加信息;针对PCIe总线,设计和实现了PCIe Switch桥芯片对FPGA下PCIe链路的扩展,并与4路PowerPC连成通路;针对数据高速上传,设计和实现了FPGA下光模块通信接口,数据传速率最高可到2.125Gbps。最后,本文对设计的高速相机记录存储系统进行了性能测试,测试结果表明,各项指标均达到了高速相机记录系统的技术要求。