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一種基于FAS466的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)記錄器的設(shè)計(jì)
摘要：介紹一種基于高性能SCSI總線處理器FAS466的專用高速合成孔徑雷達(dá)（SAR）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)。該設(shè)備可以脫離微機(jī)平臺(tái)時(shí)將SAR數(shù)據(jù)記錄到SCSI硬盤。給出了記錄器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件、軟件設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞：FAS466處理器 合成孔徑雷達(dá) 高速數(shù)據(jù)記錄 SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)
合成孔徑雷達(dá)(SAR)經(jīng)歷了從光學(xué)記錄成像到數(shù)字記錄成像，從低分辨率到高分辨率，從單通道、單極化到多通道、多極化，從單頻到多頻的發(fā)展過(guò)程。SAR系統(tǒng)的迅速發(fā)展，使SAR的數(shù)據(jù)量也急劇增多，普通的存儲(chǔ)器已經(jīng)無(wú)法滿足SAR系統(tǒng)對(duì)大容量、高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。
常規(guī)的數(shù)據(jù)記錄器的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)高速PCI接口，采用SCSI總線處理器將高速數(shù)字信號(hào)存入SCSI硬盤。其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适躊CI帶寬的限制，而且PCI接口對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的依賴性，使系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)變得非常困難。另外，SAR對(duì)數(shù)據(jù)記錄器的可靠性和工作環(huán)境的要求也非常高，使SAR數(shù)據(jù)記錄器不能按照常規(guī)的方法設(shè)計(jì)。筆者通過(guò)對(duì)SAR系統(tǒng)的研究，基于模塊化設(shè)計(jì)的思想，開發(fā)了一種基于FAS466的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄器。其特點(diǎn)是采用高速DMA接口、可脫離微機(jī)平臺(tái)工作、體積小、可靠性高，實(shí)際持續(xù)存儲(chǔ)速度達(dá)到72MB／s。
圖1
1 SCSI總線和硬盤
SCSI是美國(guó)ANSI9．2委員會(huì)定義的計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。本系統(tǒng)采用SCSI硬盤，因?yàn)?CSI接口比常見(jiàn)的IDE接口具有更多優(yōu)點(diǎn)：(1)SCSI提供了一個(gè)高速傳輸通道，傳輸速度更快；(2)SCSI接口采用總線主控?cái)?shù)據(jù)傳輸(Bus Master Data Transfer)，占用CPU資源少；(3)可同時(shí)串接多臺(tái)不同類型的設(shè)備；(4)SCSI硬盤在標(biāo)識(shí)硬盤扇區(qū)時(shí)使用了線性的概念，即硬盤只有順序的第1扇區(qū)、第2扇區(qū)…第n扇區(qū)，不像IDE硬盤的"柱面／磁頭／扇區(qū)"三維格式。這種線性編排方式訪問(wèn)延時(shí)最小，可加快硬盤存取速率，尤其在持續(xù)大容量控?fù)?jù)存儲(chǔ)時(shí)，所顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體框圖如圖1所示，包括高速數(shù)據(jù)源、高速差分接收器、DMA控制器、數(shù)據(jù)緩存器、DSP微處理器、SCSI協(xié)議控制器和高速SCSI硬盤等子系統(tǒng)；下面分別給出各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(PAD BUS表示控制信號(hào)線，DATA BUS表示數(shù)據(jù)信號(hào)線)。
2．1 高速數(shù)據(jù)源和高速差分線性接收器
系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)源接口為16位的并行接口，數(shù)據(jù)傳輸接口的所有信號(hào)均采用低電壓差分模式LVDS傳輸，信號(hào)進(jìn)入記錄器之后要將LVDS電平轉(zhuǎn)換成TTL電平。
2．2 數(shù)據(jù)緩存器
[1] [2] [3]
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