高速數據采集存儲

魯科數據專業(yè)生產、銷售高速數據采集板卡，我們?yōu)槟治鲈摦a品的以下信息。

隨著計算機技術發(fā)展，計算機總線速率、處理能力與存儲技術得到了快速發(fā)展。就存儲技術而言相比于五年前，現(xiàn)在不論是傳輸速率，存儲速度與存儲容量均有了不同數量級的變化。如現(xiàn)在的PCIe Express總線可以實現(xiàn)3GB/s （Gen2.0, X8）以上，或6GB/s（Gen3.0, X8）以上的傳輸速率；而SATA磁盤容量也可以輕易實現(xiàn)動輒幾T，多動幾十T的規(guī)模。高速數據采集板卡發(fā)展狀況隨著微電子技術的飛速發(fā)展,超高速數據采集技術也得到了長足的發(fā)展。

在高速數據采集領域（一般指的雷達、無線電、光電、激光等高頻物理信號），因試驗、監(jiān)測及裝備的需要，對于原始信號的長時間捉與存儲需求也日益增強。做為實現(xiàn)這些需求的手段，一般搭建一套高速數據采集存儲系統(tǒng)是比較常規(guī)的方式。高速數據采集卡的關鍵部件廠商不斷發(fā)布新的芯片部件，如ADI,TI的新AD/DA芯片，Xilinx,Altera的基于SOC的先進FPGA技術，使高速數據采集產品出現(xiàn)新的組合可能。做為商用級的采集存儲供應商，一般會基于不同應用場景提供了不同的數據采集存儲方案。

數據采集的基本理論

采樣過程為了對模擬信號用數字方法處理，應先將模擬信號數字化，即進行模/數(A/D)轉換。模/數轉換過程，包括三個內容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個模擬信號首先經過預采樣濾波器，對信號進行調理，然后由采樣器在每個采樣時刻讀出一個數據；再由模數轉換器(ADC)量化為二進制數碼，數據之后保存到存儲器用于數字信號處理。模/數轉換器模/數轉換器是整個數據采集系統(tǒng)的核心，它的性能直接限制系統(tǒng)的性能。要使設計的系統(tǒng)能滿足工作條件，首先要選對模/數轉換器。因此，有必要去了解模/數轉換器的發(fā)展狀況。采樣方式常見的采樣方式可分為“實時采樣”和“等效時間采樣”兩大類。經典線性飛行時間質譜儀包括離子源、飛行管、檢測器及采集記錄系統(tǒng)和真空系統(tǒng)?！皩崟r采樣”是在信號存在期間對其采樣。按照采樣定理，采樣速率必須高于信號中較高頻率分量的 2 倍；對于周期性正弦信號，一個周期內應該至少有兩個采樣點?！皩崟r采樣”除了通常使用的定時采樣外，還常常使用“等點采樣”，即“變步長采樣”。這種采樣方法不論被測信號頻率為多少，一個信號周期內均勻采樣的點數總共為 N 個。

論高速數據采集卡在當下信息信號處理中的作用

信息社會的高速發(fā)展，在很大程度上取決于信息與信號處理技術的突破和創(chuàng)新。數字信號處理技術的出現(xiàn)改變了信號與信號處理技術的整個面貌，而高速數據采集卡作為數字信號處理的必不可少的前期工作在整個數字系統(tǒng)中起到關鍵性乃至決定性的作用，其應用已經深入到信號處理的各個領域。A/D采集采用8位的1GHzA/D轉換芯片,高速大容量存儲采用固態(tài)存儲芯片F(xiàn)LASH(閃存)為存儲介質,FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)為存儲陣列的控制核心,針對來自A/D的高速數據,引入多級流水和冗余校驗技術,能夠屏蔽FLASH的壞塊。實時信號處理、數字圖形信號處理等領域對高速數據采集卡的需求越來越大。

高速數據采集卡軟件設計，一般具備如下架構：

1、硬件層

PCIe高速數據采集卡。

2、系統(tǒng)層

高速數據采集卡的驅動程序，處于操作系統(tǒng)層。運行在操作系統(tǒng)內核模式。我們?yōu)榭蛻籼峁┯蠸YS驅動文件，及INF驅動程序安裝文件。

驅動程序主要功能是，定義了中斷模式，寄存器訪問控制等基本功能。

3、應用層

應用層分為API接口和應用程序。API接口包括：驅動API、圖形API、算法API。隨著行業(yè)深入，API庫會更加豐富，更加專業(yè)化。

驅動API接口以動態(tài)運行庫DLL形式提供，DLL運行在用戶模式的應用層，API為用戶提供定義明晰的接口函數，便于理解，能夠充分發(fā)揮出用戶的主觀能動性，便于用戶二次開發(fā)，創(chuàng)建屬于自己更的更專業(yè)化的應用軟件。

圖形API，封裝了曲線圖控件。便于用戶對數據分析的曲線表示。

算法API，封裝了數據分析中常用算法，便于用戶數據分析。