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随着电子、计算机和数字信号处理技术的高速发展,在各种试验、工程应用或军事领域中,需要纪录的数据量成倍增长,速度也越来越快。于是对采集存储系统提出了一系列新的要求,比如脱机、在野外、长时间、高精度的采集存储。这一要求使现在的数据采集存储系统面临着比较大的挑战。针对这些应用需求,本文设计并研制了一套高精度、大容量、而且能够长时间、脱机运行的数据采集存储系统。采用AD8352和AD9627搭建采集模块,实现高精度采集;使用Altera公司的FPGA实现高速数据流分路、通道选择、高速缓存控制、系统工作时序控制和与后端存储模块相互通信等功能。存储部分采用基于FPGA、SDRAM、FLASH和NVRAM的简单磁盘整列控制器进行数据缓存和高速存储。其中NIOSII系统实现数据的分块和参与校验信息的计算,运用NVRAM实现磁盘阵列CACHE功能。该系统的特点是:其一,可以高精度、双通道同时采集;其次,完全可以脱离计算机独立运行,便携性大大增强,而且能够适应各种恶劣的工作环境;其三,采用磁盘阵列大大提高了其存储容量和速度;最后,该系统采用冗余和模块化设计,可以根据实际使用环境进行升级,进一步提高系统的性能。该大容量数据采集存储系统在试验研发阶段采用两通道,两个磁盘阵列同时工作,持续存取速率可达120MB/s,后期可通过增加通道数、磁盘阵列数、磁盘所载硬盘数或更换高速度的磁盘阵列控制器CPU来提升整个系统的性能。本文主要工作如下:1.提出了基于统计特性的多通道数据分配方案和基于FPGA的磁盘阵列控制方案来处理采集到的高速率大容量数据,并从软件仿真和整体测试对方案和系统性能进行全面的验证。2.从组成结构、性能要求、器件选择和工作原理几方面,详细介绍该大容量数据采集与存储系统,并详细描述了各个功能模块的设计原理和实现过程。3.完成了系统的数据分配、通道选择,高速缓存控制和磁盘阵列控制等多个模块的设计与仿真;设计并调试电路板。4.从采样率、采样精度、信噪比等多方面对系统的采集部分进行了测试与分析,测试结果表明,该系统拥有较高的可靠性和稳定性。