一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、FPGA主控模塊、轉(zhuǎn)換模塊及SATA硬盤，數(shù)據(jù)采集模塊用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)采集模塊與FPGA主控模塊連接，F(xiàn)PGA主控模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)及與SATA硬盤進(jìn)行通信，該FPGA主控模塊通過轉(zhuǎn)換模塊與SATA硬盤連接。數(shù)據(jù)采集模塊包括圖像采集子模塊、圖形壓縮編碼子模塊和通信控制子模塊，F(xiàn)PGA主控模塊包括數(shù)據(jù)緩存子模塊、功能交互子模塊和通信子模塊，轉(zhuǎn)換模塊用于連通FPGA主控模塊與SATA硬盤，其選用ARC?772橋接芯片。本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用SATA硬盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)容量大；本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用ARC?772橋接芯片作為轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)于SATA硬盤理論存取速度可達(dá)200MB/s,可大大提高系統(tǒng)的傳輸速度。
【專利說明】
一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)硬件，特別涉及一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]高速和海量是目前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展方向，隨著技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)采樣器件的性能已經(jīng)有了很大的提高，并逐漸得到廣泛應(yīng)用。大到空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，小至區(qū)域視頻監(jiān)控，都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速采集和AD轉(zhuǎn)換。在數(shù)據(jù)傳輸方面，理論數(shù)據(jù)達(dá)5Gb/s的PC1-E2.0總線規(guī)范已于2006年發(fā)布，因此，制約系統(tǒng)性能唯一的瓶頸便是存儲(chǔ)。
[0003]經(jīng)濟(jì)性是存儲(chǔ)介質(zhì)選擇時(shí)的主要指標(biāo)。在早起，通常采用磁帶作為海量存儲(chǔ)的載體。IDE硬盤因其容量大，控制方便等優(yōu)點(diǎn)，是目前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)普遍采用的存儲(chǔ)介質(zhì)。近年來，隨著SATA硬盤的普及，其成本逐漸下降，容量上TB的硬盤已經(jīng)很少采用IDE接口。因此，如何充分的發(fā)揮SATA硬盤的性能和成本優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)容量更大，速度更快，性能更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，既具有技術(shù)價(jià)值，也具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種容量更大、速度更快、性能更穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、FPGA主控模塊、轉(zhuǎn)換模塊及SATA硬盤，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)采集模塊與所述FPGA主控模塊連接，所述FPGA主控模塊用于存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)及與所述SATA硬盤進(jìn)行通信，該FPGA主控模塊通過所述轉(zhuǎn)換模塊與所述SATA硬盤連接。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括圖像采集子模塊、圖形壓縮編碼子模塊和通信控制子模塊，所述圖像采集子模塊用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)，所述圖形壓縮編碼子模塊與所述圖像采集子模塊連接，其用于將所述圖像采集子模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼;所述通信控制子模塊與所述圖像采集子模塊連接，其用于與所述FPGA主控模塊進(jìn)行通信，向所述FPGA主控模塊發(fā)送壓縮編碼后的數(shù)據(jù)信息。
[0007]所述FPGA主控模塊包括數(shù)據(jù)緩存子模塊、功能交互子模塊和通信子模塊，所述數(shù)據(jù)緩存子模塊與所述數(shù)據(jù)采集模塊的通信控制子模塊連接，其用于將所述數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，所述功能交互子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊及SATA硬盤連接，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊及SATA硬盤的工作狀態(tài)而決定存儲(chǔ)命令的發(fā)送;所述通信子模塊用于使所述FPGA主控模塊與所述SATA硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0008]所述轉(zhuǎn)換模塊用于連通所述FPGA主控模塊與所述SATA硬盤，其選用ARC-772橋接芯片。
[0009]本發(fā)明的有意貢獻(xiàn)在于，其有效解決了上述問題。本發(fā)明采用ARC-772橋接芯片作為作為轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)于SATA硬盤理論存取速度可達(dá)200MB/s,因而可大大提高系統(tǒng)的傳輸速度。由于本發(fā)明采用SATA硬盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)，因而可大大提高系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量。本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有容量大、速度快、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，宜大力推廣。
【【附圖說明】】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011 ]圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的FPGA主控模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0013]下列實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和補(bǔ)充，對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0014]如圖1?圖3所示，本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊1、FPGA主控模塊
2、轉(zhuǎn)換模塊3及SATA硬盤4。所述數(shù)據(jù)采集模塊I與所述FPGA主控模塊2連接，所述FPGA主控模塊2與所述轉(zhuǎn)換模塊3連接，所述轉(zhuǎn)換模塊3與所述SATA硬盤4連接。
[0015]具體的，所述數(shù)據(jù)采集模塊I包括圖像采集子模塊11、圖形壓縮編碼子模塊12和通信控制子模塊13。所述圖像采集子模塊11為光電轉(zhuǎn)換傳感器，其可為CMOS或CCD。對(duì)于具有較高像素要求的場(chǎng)所，所述圖像采集子模塊11可選用CMOS型的光電轉(zhuǎn)換傳感器。為更好的適應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)所，所述圖像采集子模塊11可優(yōu)選CCD型的光電轉(zhuǎn)換傳感器。所述圖形壓縮編碼子模塊12選用具有較高運(yùn)算能力的專用編碼芯片，以滿足實(shí)時(shí)海量數(shù)據(jù)的采集需求。所述圖像壓縮編碼子模塊與所述圖像采集子模塊11連接，其用于將所述圖像采集子模塊11采集的監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼。所述通信控制子模塊13用于與所述FPGA主控模塊2進(jìn)行交互，其工作時(shí)向所述FPGA主控模塊2發(fā)出通知及向所述FPGA主控模塊2發(fā)送壓縮編碼后的數(shù)據(jù)信息，并可接收所述FPGA主控模塊2發(fā)出的控制信號(hào)，響應(yīng)由所述FPGA主控模塊2發(fā)出的改變采樣精度等控制信號(hào)。
[0016]所述FPGA主控模塊2包括數(shù)據(jù)緩存子模塊21、功能交互子模塊22和通信子模塊23。所述數(shù)據(jù)緩存子模塊21與所述數(shù)據(jù)采集模塊I的通信控制子模塊13連接，其用于接收由所述數(shù)據(jù)采集模塊I發(fā)送的經(jīng)壓縮編碼后的數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息分成兩份進(jìn)行存儲(chǔ)，讀取時(shí)同時(shí)讀出并合并，從而實(shí)現(xiàn)2倍的存取速度。所述功能交互子模塊22用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊I和所述SATA硬盤4的工作狀態(tài)而決定存儲(chǔ)命令的發(fā)送。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擁堵時(shí)，所述功能交互子模塊22可向所述數(shù)據(jù)采集模塊I發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，使所述數(shù)據(jù)采集模塊I減小采樣頻率、降低圖像精度等。所述通信子模塊23用于使所述轉(zhuǎn)換模塊3與所述FPGA主控模塊2進(jìn)行通信連接。所述通信子模塊23可選用公知的通信模塊。
[0017]所述轉(zhuǎn)換模塊3用于連通所述FPGA主控模塊2與所述SATA硬盤4。本實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換模塊3選用臺(tái)灣信億科技出品的ARC-772橋接芯片，其可方便實(shí)現(xiàn)SATA TO IDE。該轉(zhuǎn)換模塊3符合SATA2.0版本規(guī)范，支持ATA/ATAPI P1模式O到4以及UDMA 16.7MB/s到UDMA200MB/S，其可提高兼容性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且具有熱插拔功能，具有TQFP及LQFP兩種封裝模式，很容易實(shí)現(xiàn)SATA TO IDE0
[0018]所述SATA硬盤4可選用公知的SATA硬盤4。
[0019]籍此，便形成了本發(fā)明的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。當(dāng)所述SATA硬盤4準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，所述SATA硬盤4通過所述轉(zhuǎn)換模塊3向所述FPGA主控模塊2發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)，并等待所述FPGA主控模塊2的響應(yīng)。當(dāng)所述FPGA主控模塊2檢測(cè)到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，所述FPGA主控模塊2發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，開始數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明采用ARC-772橋接芯片作為轉(zhuǎn)換模塊3，對(duì)于SATA硬盤4理論存取速度可達(dá)200MB/S，因而可大大提高系統(tǒng)的傳輸速度。由于本發(fā)明采用SATA硬盤4作為存儲(chǔ)介質(zhì)，因而可大大提高系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量。
[0020]盡管通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了揭示，但是本發(fā)明的范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，以上各構(gòu)件可用所屬技術(shù)領(lǐng)域人員了解的相似或等同元件來替換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、FPGA主控模塊(2)、轉(zhuǎn)換模塊(3)及SATA硬盤(4)，所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)采集模塊(I)與所述FPGA主控模塊(2)連接，所述FPGA主控模塊(2)用于存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)采集的數(shù)據(jù)及與所述SATA硬盤(4)進(jìn)行通信，該FPGA主控模塊(2)通過所述轉(zhuǎn)換模塊(3)與所述SATA硬盤(4)連接。2.如權(quán)利要求1所述的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)包括圖像采集子模塊(11)、圖形壓縮編碼子模塊(12)和通信控制子模塊(13)，所述圖像采集子模塊(11)用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)控場(chǎng)景數(shù)據(jù)，所述圖形壓縮編碼子模塊(12)與所述圖像采集子模塊(11)連接，其用于將所述圖像采集子模塊(11)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼;所述通信控制子模塊(13)與所述圖像采集子模塊(11)連接，其用于與所述FPGA主控模塊(2)進(jìn)行通信，向所述FPGA主控模塊(2)發(fā)送壓縮編碼后的數(shù)據(jù)信息。3.如權(quán)利要求2所述的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA主控模塊(2)包括數(shù)據(jù)緩存子模塊(21)、功能交互子模塊(22)和通信子模塊(23)，所述數(shù)據(jù)緩存子模塊(21)與所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)的通信控制子模塊(13)連接，其用于將所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，所述功能交互子模塊(22)與數(shù)據(jù)采集模塊(I)及SATA硬盤(4)連接，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊(I)及SATA硬盤(4)的工作狀態(tài)而決定存儲(chǔ)命令的發(fā)送;所述通信子模塊(23)用于使所述FPGA主控模塊(2)與所述SATA硬盤(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。4.如權(quán)利要求3所述的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換模塊(3)用于連通所述FPGA主控模塊(2)與所述SATA硬盤(4)，其選用ARC-772橋接芯片。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK106027992SQ201610546372
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】鄒汪平
【申請(qǐng)人】池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院