双通道高速数据采集处理平台的设计与实现

为满足数字式测向接收机对高速数据采集和处理的需求,研制了高速数据采集处理平台,该平台基于ADC12D1800RF模数转换器实现了两路1.35GHz中频信号的带通采样,以Xilinx公司V7系列FPGA为数据处理器,采用高速DDR3作为存储设备解决了海量数据存储问题,并通过高速串行接口（GTX/SRIO）实现了大容量数据的实时传输。该平台的测试结果为：1.8GHz采样率时有效位数大于8bit,DDR3存储器的工作主频可达1333MHz,GTX接口在10Gbps速率下工作时,其误码率小于10-9,上述测试结果表明该平台可以高速、准确地实现信号采集、数据传输、存储和处理,达到了预期设计目标。     

基于CH378的便携式高速数据采集系统设计与实现

针对数据采集系统在速度、容量和体积方面的需求,文中提出了一种基于FPGA的便携式高速数据采集系统方案,采用可充电锂电池作为供电电源,采用FPGA控制读写大容量Flash数据作为高速数据缓冲,控制USB接口芯片CH378完成对U盘的读写操作,实现大容量数据的可靠和便携存储;详细介绍了该测试系统的设计背景、硬件电路的设计依据、固件程序的设计思想和测试系统的具体实现;实验结果表明,该系统具有成本低、通用性强、可靠性高、便携式操作等优点,能够实现数据的高速采集,海量存储,实现了脱离计算机直接存储数据至U盘的功能。     

高速CCD图像数据存储技术

介绍了一种高速CCD图像数据的实时存储方法利用FIFO缓存器使CCD输出的高速数据流和低速存储介质二者的速度匹配,将多路高速大容量图像数据实时记录到了存储介质中,为后期的图像恢复和图像处理提供了原始数据该图像数据存储的方法对各种数据采集以及存储系统的设计具有很好的参考意义.     

基于FPGA的大容量数据高速采集系统的设计

介绍了一种基于DDR2 SDRAM与USB 2.0接口的大容量数据高速采集系统,该系统以FPGA为控制核心;利用FPGA的内部模块化的编程、DDR2 SDRAM的大容量存储以及USB 2.0接口的高速传输能力实现了数据的高速采集、大容量存储和传输;该系统支持热插拨和即插即用,使用方便;实验结果表明该系统可以实时高速的进行数据采集、存储和传输,最高传输速率可达20 MByte/s;在信号的高速采集领域有着很高的应用价值。     

基于CH378嵌入式存储系统设计

随着军事工业飞速发展,高速数据存储设备成为导弹测试领域不可或缺的一部分。通过对导弹测试领域中现有数据存储设备研究发现当今存储系统存在传输速度低、存储容量小、可靠性差、数据易丢失、严重依赖PC机等缺点,首次提出以U盘作为存储介质用于某型号导弹参数测试领域,以最新的USB串口芯片CH378来设计读写U盘,并独特运用FPGA读写大容量的FLASH构成存储系统的数据缓存部分这一设计理念,最终以STM32F103VE单片机控制CH378将缓存数据写入U盘的设计方案。文中详细介绍了基于CH378的嵌入式存储系统软硬件设计,最后通过软件测试U盘存储速度并用信号发生器模拟传感器信号输出,对比U盘和FLASH中数据并对数据解码分析,验证系统达到高速可靠存储等设计要求。     

DDR2 SDRAM控制器接口的FPGA设计及实现

DDR2 SDRAM是第二代双倍数据传输速率同步动态随机存储器,以其大容量、高速率和良好的兼容性得到了广泛应用。DDR2芯片的控制较为复杂,为了解决DDR2芯片的驱动及功能验证问题,在介绍了其特点和工作机制的基础上,提出了一种简化的工作流程图,进而给出该控制器的总体设计、FPGA器件的引脚分配及验证方法。其中验证方法采用Verilog HDL硬件描述语言构建了DDR2控制器IP软核的测试平台,通过ModelSim软件对DDR2仿真模型测试无误后,再使用QuartusII软件的嵌入式逻辑分析仪工具SignalTap II抓取FPGA开发板实时信号。开发板上的验证结果表明：DDR2芯片初始化成功;其引脚上有稳定的读写数据;在双沿时钟频率200MHz下,写入数据和读出数据一致。故DDR2控制器设计达到要求,且控制器接口简单、工作稳定、移植性强。     

恶劣环境下高速数据存储的研究与实现

针对强震动、强冲击等恶劣环境的要求,应用FLASH固态存储器,开发了一种基于单片机控制的接口简单、重量轻、体积小的大容量数据存储系统在机载CCD相机的高速图像数据存储设计中,得到了很好的应用.     

多通道高速信号的同步采集和处理

一种采用直接存储方式完成多通道高速信号并行采集的多通道高速信号同步采集器，采用直接存储方式，数据不需要经过CPU“中转”，直接将采集的数据写入数据存储器中，而CPU的主要任务是读取存储器数据和与上位机的通讯，多通道高速信号同步采集器通过RS-232/RS-485A方式与上位机通讯，构成多通道高速信号同步采集系统。     

基于拉曼协议的量子存储

量子存储器是实现按照需要存储/读出诸如单光子、纠缠或者压缩态等非经典量子态的系统,是实现量子通信和量子计算必不可少的核心器件.量子存储协议多种多样,其中拉曼方案由于具有存储宽带大、可用于存储短脉冲信号的优点而引起了人们的广泛关注.然而实现真正单光子和光子纠缠的拉曼存储具有挑战性.本文简要介绍了量子存储器的主要性能和评价指标,在回顾了量子存储器特别是拉曼量子存储器的发展现状后,重点介绍了本研究组最近基于拉曼协议实现各种量子态存储的系列研究,取得的研究成果对于构建高速量子网络具有重要参考价值.     

用于SCA ASIC测试的数字读出模块设计

高速开关电容阵列(SCA)具有高速采样、低功耗的特点,基于SCA的高速波形数字化是目前高精度时间测量的一个重要研究方向。为此,我们开展SCA芯片的研究,目前已设计完成原型ASIC设计,并正在进行后续版本的改进设计。为便于未来多版本ASIC的测试和评估,需设计具有一定通用性的数字读出模块,本论文工作主要介绍此模块的设计工作以及相应的数据读出软件。数字读出模块基于FPGA实现对待测ASIC的控制、配置及数据读出,采用DDR3片外存储芯片,使用USB3.0等接口进行数据传输;上位机软件基于Python3.7设计,实现了数据采集与波形绘制等功能。目前已使用设计完成的数字读出模块对第2版SCA ASIC进行了初步的测试,测试结果表明,此读出模块工作正常,且SCA芯片输出结果符合预期。     

频域光存储中存储密度与读写速率的研究

本文对频域光存储中影响存储密度和读写速率的因素进行探讨,对实现高密度存储和高速数据传输所要求的材料特性和读写条件进行深入的分析,得到的最佳参量空间将为频域光存储的系统研究提供理论依据。     

基于有机薄膜晶体管的光写入多级存储器

由于依靠不断缩小存储单元尺寸来提升单位面积存储能力的传统方法将会面临着器件尺寸的物理极限等瓶颈,人们逐渐将目光投向了能够在单一器件上实现高密度存储的多级存储器件。本文利用有机薄膜晶体管中存在的持续光电导率(PPC)效应制备了一个光写入操作的多级存储器件,有效地避免了电写入操作对器件的接触破坏性和较大功耗问题。研究了在不同功率(60,100,150μW/cm 2)和不同持续时间(50~1000 ms)700 nm光写入脉冲作用下的器件存储状态,器件在光功率为60μW/cm 2、持续时间为100 ms的光脉冲下展现出了低至0.189 nJ的极低工作功耗。通过对器件施加16个连续光写入脉冲证实器件具有16个有效的存储状态,实现了存储容量为4 bits的多级光写入存储功能。     

HfO2基铁电场效应晶体管读写电路的单粒子翻转效应模拟

使用器件-电路仿真方法搭建了氧化铪基铁电场效应晶体管读写电路,研究了单粒子入射铁电场效应晶体管存储单元和外围灵敏放大器敏感节点后读写数据的变化情况,分析了读写数据波动的内在机制.结果表明:高能粒子入射该读写电路中的铁电存储单元漏极时,处于"0"状态的存储单元产生的电子空穴对在器件内部堆积,使得栅极的电场强度和铁电极化增大,而处于"1"状态的存储单元由于源极的电荷注入作用使得输出的瞬态脉冲电压信号有较大波动;高能粒子入射放大器灵敏节点时,产生的收集电流使处于读"0"状态的放大器开启,导致输出数据波动,但是其波动时间仅为0.4 ns,数据没有发生单粒子翻转能正常读出.两束高能粒子时间间隔0.5 ns先后作用铁电存储单元漏极,比单束高能粒子产生更大的输出数据信号波动,读写"1"状态的最终输出电压差变小.     

基于云计算的大数据自动分类处理系统设计

随着现代网络技术不断进步,系统数据量也在逐渐增多。传统的大数据自动分类处理系统已经无法满足现阶段用户需求,其软件与硬件的设计都比较单一,存在能源消耗大、分类速度慢、处理时间长、内存占用率高等问题,为此,提出基于云计算的大数据自动分类处理系统的设计。首先设计系统硬件结构,主要包括数据采集器、数据处理器以及数据自动存储模块,并详细的介绍了各硬件结构;然后利用时域特征提取数据的算法对频域特征数据进行提取,从而实现数据自动分类处理系统的软件设计;最后对两种系统性能进行对比实验。实验结果证明,基于云计算的大数据自动分类处理系统的资源不仅占用率低,内存消耗小,而且数据库内存较大。该系统不但可以提高数据自动分类精准度,还能加快数据分类速度,从而使系统拥有更好的分类性能。     

基于DDR3 SDRAM的高速大容量数据缓存设计

为了满足对高清非压缩视频数据的实时采集要求,解决常用数据缓存因容量小、数据读写速率低等缺点带来的数据丢失问题,提出了一种基于DDR3 SDRAM的高速大容量数据缓存的设计方法;该方法采用了不同时域数据处理技术、高速数据存储技术以及总线优先级仲裁技术,实现了数据速率高达400 Mbytes/s的实时数据的高速缓存;实践证明,该数据缓存可应用于高清非压缩视频数据的实时采集系统中。     

基于双半导体光放大器的读/写分别控制的新型全光缓存器

全光缓存器能够在光域内对数据包进行缓存,解决数据包在节点的冲突。提出了一种新型可擦写的全光缓存器,该缓存器以半导体光放大器(SOA)为非线性相移器件,利用信号光和控制光在半导体光放大器中的交叉相位调制实现信号在光域内的"写入"和"读出"。在注入信号峰值功率相同的条件下,双半导体光放大器结构的采用还可以对信号光实现功率补偿,比利用单个半导体光放大器进行"写入/读出"控制延长了缓存时间,并能有效克服在数据包"写入"缓存器时造成的输出端口处信号光的泄漏。该缓存器顺利实现了2.5 Gb/s数据包的多圈缓存。     

一类高效的数据库系统安全存储策略研究

针对云存储环境下多副本方案存储效率低下的问题,设计了一种高效的数据安全存储策略。该策略采用了并行思想,设计了高效的数据同步存储算法。该算法将用户的存储请求同时转发给多个工作者,由这多个工作者同时向每个副本服务器写入数据。该策略将云端设计为整体协调、并行处理模式,即多个工作者由管理者统一分配调度,各个工作者独立地服务于对应的副本存储服务器,由管理者与用户进行交互处理,并且这多个工作者对用户来说是透明的,该设计模式并没有增加用户使用云存储的复杂度。实验结果表明,本文设计的数据安全存储策略在保证副本冗余的情况下可以有效地降低额外的时间损耗,保证用户读写云端数据的效率不低于单副本情况下的效率。该方案用于云存储环境下高效的数据安全存储是可行的、有效的。