[發明專利]一種基于FPGA和eMMC陣列的高速數據存儲與傳輸系統

在審

• 申請號: 201711222112.1
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109840242A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 姜俊宏;蔣笑笑;楊建超;曹鑫泉;顧紅;蘇衛民;陸錦輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F13/42;G06F3/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

本發明公開了一種基于FPGA和eMMC陣列的高速數據存儲與傳輸系統，該系統包括了四路光纖傳輸模塊、eMMC陣列傳輸模塊、USB3.0模塊、電源模塊、時鐘模塊和雙口RAM模塊；四路光纖傳輸模塊用于接收光信號并轉換為高速串行電信號，通過高速串行接口將高速串行電信號轉換為并行數據，并緩存至雙端口RAM中；eMMC陣列傳輸模塊用于將雙端口RAM中緩存的數據存儲至eMMC陣列當中；USB3.0模塊用于將eMMC陣列中存儲的數據傳輸至PC機或者其它板卡中；電源模塊用于為采集與存儲系統供電；時鐘模塊用于向光纖傳輸模塊、雙口RAM模塊、eMMC陣列傳輸模塊提供工作時鐘。本發明的數據采集與存儲系統具有大容量、高速度、小尺寸的特點，實現數據的實時傳輸和存儲。

技術領域

本發明涉及通信領域，適用于高速大帶寬、大容量的數據存儲與傳輸系統。

背景技術

目前，數據存儲系統的使用越來越廣泛，它在科研、醫療、工業等行業中已經成為不可替代的設備。需要我們研制一套適合這樣需要的高速大帶寬大容量的存儲設備，為了事后能導出存儲設備中的數據又需要該設備具有高速的數據傳輸能力。在雷達領域中，傳統的數據存儲系統的主要介質為Nand Flash，在開發基于Nand Flash芯片的存儲設備時需要耗費過多的經理及資源在壞塊管理、損耗均衡以及誤碼率的問題。

eMMC（embedded Muti Media Card，嵌入式多媒體存儲卡）是一種管理型的NandFlash。芯片在一個BGA封裝內集成了Nand Flash以及Nand Flash控制器，控制器將壞塊管理、ECC校驗以及損耗均衡等FLASH管理功能集成在芯片的內部，而對外的接口采用標準的MMC接口（Muti Media Card，多媒體存儲卡）接口，開發者只需根據協議開發控制器就能夠實現芯片的使用，大量的節省了開發時間。在雷達領域當中，具有明顯優勢的eMMC設備可以替代傳統的Flash芯片。

在此背景下，使用eMMC為基本顆粒，按并行和流水的方式進行大帶寬數據存儲，通過USB3.0導出存儲數據的一個數據存儲和傳輸的方案，實現數據的高速存儲以及傳輸。

發明內容

本發明的目的在于提供基于FPGA和eMMC陣列的高速數據存儲與傳輸系統。

實現本發明目的的技術方案為：一種基于FPGA和eMMC陣列的高速數據存儲與傳輸系統，其特征在于，包括四路光纖傳輸模塊、雙口RAM、USB3.0、eMMC陣列傳輸模塊、電源模塊和時鐘模塊；

所述四路光纖傳輸模塊用于接收光纖信號并轉換為高速串行電信號，再通過串并轉換將高速串行電信號轉換為并行數據，并緩存至雙端口RAM中；

所述USB3.0模塊用于把eMMC陣列中存儲的數據傳輸至PC機或者其它板卡中；

所述eMMC陣列傳輸模塊用于把雙端口RAM中緩存的數據存儲至eMMC陣列當中；

所述電源模塊用于為采集與存儲系統供電；

所述時鐘模塊用于向四路光纖傳輸模塊、雙口RAM模塊、eMMC陣列傳輸模塊提供工作時鐘以及時鐘切換。

進一步，所述四路光纖傳輸模塊包括：

光纖通道模塊，將接收到的光信號轉化為高速串行電信號；

高速串行收發模塊，將光纖通道的高速串行電信號進行串并轉換后傳輸至雙端口RAM中。

所述USB3.0模塊包括：

FIFO協議管理模塊，USB3.0控制器模塊，核心電壓調整器模塊。

FIFO協議管理模塊，用于管理所有PIPE通道的數據和FIFO緩沖區內存，FIFO協議層發送和接受數據。