應(yīng)用

本案例面向國產(chǎn)自主可控PXI軟硬件平臺(tái)，構(gòu)建了一套運(yùn)行于銀河麒麟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)流盤與回放系統(tǒng)。系統(tǒng)以高速數(shù)字化儀為核心，實(shí)現(xiàn)多通道高速信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、連續(xù)流盤存儲(chǔ)及離線回放分析，保障高速信號(hào)在采集、存儲(chǔ)與回放全過程中的數(shù)據(jù)完整性與可靠性，可用于通信、雷達(dá)及光電等測(cè)試測(cè)量場(chǎng)景中的高速數(shù)據(jù)獲取與回溯分析。

挑戰(zhàn)

國產(chǎn)化穩(wěn)定可靠的軟硬件系統(tǒng)

在國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)嵌入式控制器及國產(chǎn)存儲(chǔ)硬件平臺(tái)下構(gòu)建高速數(shù)據(jù)采集與流盤回放系統(tǒng)，需要在多軟硬件協(xié)同條件下保證系統(tǒng)的兼容性、穩(wěn)定性及長期可靠運(yùn)行。

高速多通道同步采集(1.2 GS/s)

在1.2 GS/s采樣率條件下實(shí)現(xiàn)多通道同步采集，將產(chǎn)生持續(xù)高速的數(shù)據(jù)流，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力、實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)制及數(shù)據(jù)完整性提出了嚴(yán)苛要求。

采集完成后的高速流盤存儲(chǔ)系統(tǒng)

高速采集產(chǎn)生的大規(guī)模連續(xù)數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)寫入存儲(chǔ)系統(tǒng)，要求存儲(chǔ)系統(tǒng)具備穩(wěn)定、持續(xù)的高速寫入能力，以確保長時(shí)間運(yùn)行過程中不丟幀、不丟數(shù)據(jù)。

解決方案

國產(chǎn)化穩(wěn)定可靠的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)建

針對(duì)國產(chǎn)自主可控平臺(tái)下對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性的要求，系統(tǒng)整體采用國產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)嵌入式控制器及國產(chǎn)PXIe硬件平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建。在控制與計(jì)算平臺(tái)方面，選用PXIe-3171 PXI Express嵌入式控制器，該控制器搭載兆芯KX-6640A處理器(4核心，4線程，主頻2.6 GHz)，并支持最高32 GB雙通道DDR4內(nèi)存，能夠在銀河麒麟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，有效管理高速采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放等多并發(fā)任務(wù)，確保系統(tǒng)在長時(shí)間、高負(fù)載條件下的可靠性與一致性。

高速多通道同步采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1.2 GS/s)

針對(duì)1.2 GS/s采樣率條件下多通道同步采集帶來的高數(shù)據(jù)吞吐與實(shí)時(shí)性挑戰(zhàn)，系統(tǒng)采用簡儀PXIe-9827高速數(shù)據(jù)采集模塊作為核心采集單元。該模塊具備1.2 GS/s的超高采樣率與9位分辨率，支持4通道同步采集，同步精度可達(dá)500 ps，能夠?qū)λ矐B(tài)信號(hào)及高速波形進(jìn)行完整捕獲與解析。其每秒高達(dá)十二億個(gè)采樣點(diǎn)的采集能力，為高速信號(hào)的精細(xì)分析與后續(xù)回放提供了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

高速流盤存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

針對(duì)高速采集產(chǎn)生的海量連續(xù)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)寫入與回放分析的需求，系統(tǒng)同步搭載PXIe-826高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，構(gòu)建高速流盤存儲(chǔ)系統(tǒng)。PXIe-826基于PXIe 3U 機(jī)箱架構(gòu)設(shè)計(jì)，單模塊可提供最高7.68 TB的存儲(chǔ)空間，能夠?qū)崿F(xiàn)最高2.7 GB/s 的持續(xù)寫入性能，滿足高速數(shù)據(jù)流長時(shí)間不掉速寫入的應(yīng)用需求。該模塊可直接安裝于標(biāo)準(zhǔn)PXIe 3U 機(jī)箱中，形成穩(wěn)定可靠的一體化高速流盤解決方案，為后續(xù)數(shù)據(jù)回放與分析提供有力支撐。

信號(hào)采集

流盤回放

使用的簡儀產(chǎn)品

硬件

PXIe-2315G3：高數(shù)據(jù)傳輸帶寬5槽PCIe Gen3機(jī)箱

PXIe-3171：國產(chǎn)兆芯KX-6640A處理器高性能PXI Express控制器

PXIe-9827：4通道，9-bit高速模擬輸入，1.5% 滿量程精度，采樣率1.2 GS/s，多通道同步采集，精度高達(dá)500 ps

PXIe-826：PXI Express存儲(chǔ)模塊

軟件

基于簡儀科技提供的開源C++驅(qū)動(dòng)開發(fā)范例程序進(jìn)行二次開發(fā)

為什么選擇簡儀

銳視測(cè)控平臺(tái)：銳視測(cè)控平臺(tái)使用C# 語言開發(fā)，提供了一個(gè)強(qiáng)大且易于使用的開發(fā)環(huán)境，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡儀產(chǎn)品經(jīng)過長期市場(chǎng)驗(yàn)證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

POC驗(yàn)證服務(wù)：簡儀提供售前的POC(原理驗(yàn)證)服務(wù)，幫助客戶驗(yàn)證產(chǎn)品性能和適用性。

高精度：簡儀的產(chǎn)品滿足了客戶對(duì)測(cè)試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國外品牌，簡儀的解決方案不僅性能更優(yōu)，而且在成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，降低了客戶的整體制造成本。

供貨速度：簡儀能夠快速供貨，確保項(xiàng)目按時(shí)進(jìn)行。

技術(shù)支持和快速響應(yīng)能力：簡儀提供優(yōu)質(zhì)的本地化技術(shù)支持，快速響應(yīng)客戶需求，幫助客戶解決問題，確保了測(cè)試任務(wù)的順利進(jìn)行。

本系統(tǒng)在國產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(銀河麒麟)環(huán)境下，搭配簡儀科技PXI/PXIe測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)，完成了高速數(shù)字化儀數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、連續(xù)流盤存儲(chǔ)與回放分析。系統(tǒng)在國產(chǎn)自主可控軟硬件平臺(tái)上驗(yàn)證了高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)方案的可行性與穩(wěn)定性，可為基于國產(chǎn)PXI系統(tǒng)的高速測(cè)試測(cè)量應(yīng)用提供參考。