文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223427
中文引用格式： 林建華，沈秀風(fēng)，田春雨. 一種基于FPGA的多路高速雷達(dá)數(shù)據(jù)存儲技術(shù)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(6)：114-120.
英文引用格式： Lin Jianhua，Shen Xiufeng，Tian Chunyu. A storage technology of the multi-channel high-speed radar data based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(6)：114-120.
0 引言
相控陣等先進(jìn)雷達(dá)系統(tǒng)的性能日趨復(fù)雜，短時(shí)間內(nèi)就會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，高達(dá)幾吉字每年秒以上。采用數(shù)據(jù)存儲技術(shù)記錄雷達(dá)數(shù)據(jù)，為雷達(dá)的研制調(diào)試、檢飛試驗(yàn)、實(shí)戰(zhàn)演習(xí)等方面提供數(shù)據(jù)分析的依據(jù)。研制便攜式或集成式存儲單元，將雷達(dá)的多路海量高速數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)記錄、轉(zhuǎn)儲分析和在線回放。便攜式存儲單元作為一個(gè)獨(dú)立設(shè)備，方便攜帶，但系統(tǒng)集成度低；集成式存儲單元作為雷達(dá)的配套組成模塊，通過背板等方式與雷達(dá)分系統(tǒng)互連，利于系統(tǒng)集成。
國內(nèi)已有大量的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的研究，文獻(xiàn)[3]使用PCIe交換和NVMe固態(tài)盤（Solid State Disk，SSD）存儲陣列實(shí)現(xiàn)RAID0，最大存儲帶寬為3.2 GB/s，容量為10 TB，為本文的存儲架構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定的基礎(chǔ)，但帶寬受限且集成度不高；文獻(xiàn)[4]采用FPGA側(cè)的NVMe主控端IP核，外掛單片NVMe固態(tài)盤，架構(gòu)簡單，帶寬有限，若FPGA實(shí)現(xiàn)軟RAID0功能，難度較大，且FPGA的PCIe IP核資源有限；文獻(xiàn)[5]提出了SATA存儲方案，以FPGA作為邏輯控制核心，內(nèi)嵌8個(gè)SATA控制器，完成SATA SSD盤陣讀寫性能，達(dá)到3.3 GB/s的存儲帶寬，當(dāng)要求更高存儲帶寬時(shí)，因SATA在寫盤過程中會不定期啟動(dòng)垃圾回收，很難保證存儲陣列穩(wěn)定連續(xù)寫盤，且需更多數(shù)量的SATA SSD提高帶寬，擴(kuò)展性受限。
綜上，各種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)適用于一定的應(yīng)用場景，但要滿足復(fù)雜雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)路數(shù)多、記錄時(shí)間長、存儲帶寬高、集成度高等要求，國內(nèi)幾乎沒有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用需求，將存儲單元設(shè)計(jì)成6U VPX標(biāo)準(zhǔn)單板形式，通用性和適配性強(qiáng)，可與雷達(dá)分系統(tǒng)無縫集成；底層利用了PCIe Gen3通道的低延時(shí)和并行性，提升了數(shù)據(jù)傳輸帶寬；利用了FPGA豐富的高速串行數(shù)據(jù)收發(fā)接口以及高效的并行數(shù)據(jù)處理性能，方便與雷達(dá)系統(tǒng)的多路高速光纖信號互連，保證NVMe SSD盤陣的高速存儲。
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作者信息：
林建華，沈秀風(fēng)，田春雨
（中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇 無錫 214000）
