[發(fā)明專利]具有視音頻記錄功能的高速數(shù)據(jù)記錄儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711497072.1
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN108022329A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科海訊數(shù)字科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G07C5/08
• 分類號(hào): G07C5/08;H04N5/781;H04N5/92
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)速度更高、數(shù)據(jù)接口更通用、同時(shí)具有視音頻數(shù)據(jù)記錄功能的數(shù)據(jù)記錄儀，包含磁盤存儲(chǔ)陣列，音頻輸入接口、音頻輸出接口、視頻輸入接口、視頻輸出接口，系統(tǒng)電源，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口，交換機(jī)和數(shù)據(jù)記錄模塊與視音頻記錄模塊，其特征在于，所述音頻輸入接口、音頻輸出接口、視頻輸入接口、視頻輸出接口與視音頻記錄模塊相連接，所述網(wǎng)絡(luò)接口與數(shù)據(jù)記錄模塊相連接，所述數(shù)據(jù)記錄模塊與視音頻記錄模塊通過交換機(jī)相連接，所述數(shù)據(jù)記錄模塊與視音頻記錄模塊分別連接磁盤存儲(chǔ)陣列。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)記錄儀，具體是一種具有視音頻記錄功能的高速數(shù)據(jù)記錄儀。

背景技術(shù)

具有視音頻記錄功能的高速數(shù)據(jù)記錄儀是為具有高速數(shù)據(jù)記錄需求的聲納信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，目前現(xiàn)有的聲納系統(tǒng)記錄設(shè)備的缺陷主要是存儲(chǔ)速度慢、數(shù)據(jù)接口不通用、數(shù)據(jù)記錄功能單一，已有設(shè)備僅僅幾十兆的數(shù)據(jù)帶寬已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在大陣元數(shù)量、高采樣精度的需求，并且接口高度定制化，通用性差，無法對(duì)視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

發(fā)明內(nèi)容

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種存儲(chǔ)速度更高、數(shù)據(jù)接口更通用、同時(shí)具有視音頻數(shù)據(jù)記錄功能的數(shù)據(jù)記錄儀。發(fā)明采用FPGA做為數(shù)據(jù)記錄主控芯片，直接對(duì)硬盤實(shí)現(xiàn)存取操作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)。對(duì)外使用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP的萬兆網(wǎng)絡(luò)接口，使數(shù)據(jù)接口具有通用性。同時(shí)提供VGA輸入/輸出和音頻輸入/輸出接口，用以實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)采集。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是按如下方式實(shí)現(xiàn)的：

具有視音頻記錄功能的高速數(shù)據(jù)記錄儀，包含數(shù)據(jù)記錄模塊與視音頻記錄模塊兩個(gè)主要功能模塊。數(shù)據(jù)記錄模塊和視頻音頻記錄模塊各自獨(dú)立工作，統(tǒng)一使用以太網(wǎng)做為控制命令接口，兩個(gè)模塊都與機(jī)箱內(nèi)交換機(jī)相連，由交換機(jī)引出端口接至機(jī)箱外部插頭，用以外部設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)記錄模塊和視頻音頻記錄模塊進(jìn)行控制。

其中數(shù)據(jù)記錄模塊包括主控芯片、SATA硬盤存儲(chǔ)陣列和數(shù)據(jù)緩存，主控芯片上安裝萬兆數(shù)據(jù)接口、硬盤驅(qū)動(dòng)程序，萬兆數(shù)據(jù)接口連接萬兆網(wǎng)，硬盤驅(qū)動(dòng)程序連接SATA硬盤存儲(chǔ)陣列。為了實(shí)現(xiàn)高速存儲(chǔ)的效果，主控芯片在萬兆數(shù)據(jù)接口與硬盤驅(qū)動(dòng)程序之間構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)緩存，當(dāng)萬兆數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)進(jìn)入緩存后，主控芯片不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，而是控制數(shù)據(jù)直接寫入硬盤。具體的，數(shù)據(jù)緩存可以采用DDR內(nèi)存，主控芯片在萬兆數(shù)據(jù)接口與DDR內(nèi)存之間構(gòu)建DMA(直接存儲(chǔ)器訪問，direct memory access)通道，使萬兆數(shù)據(jù)接口接收到的數(shù)據(jù)直接存放到DDR內(nèi)存；同時(shí)，主控芯片也在DDR內(nèi)存與硬盤驅(qū)動(dòng)程序之間構(gòu)建DMA(directmemory access)通道，使數(shù)據(jù)可以直接從DDR內(nèi)存寫入硬盤；在這里，主控芯片將萬兆數(shù)據(jù)接口在DDR內(nèi)存上的DMA(direct memory access)接收地址與硬盤驅(qū)動(dòng)程序的DMA(directmemory access)發(fā)送地址設(shè)置為同一地址，免去數(shù)據(jù)的搬移過程，使萬兆數(shù)據(jù)接口接收到數(shù)據(jù)后主控芯片可以立刻控制數(shù)據(jù)寫入硬盤，從而達(dá)到高速存儲(chǔ)的效果。

具體的，所述數(shù)據(jù)記錄模塊中的主控芯片使用一塊xilinx的FPGA芯片構(gòu)建，在FPGA上運(yùn)行一個(gè)microblaze核心，通過microblaze核心來管理控制SATA硬盤、萬兆數(shù)據(jù)接口、硬盤驅(qū)動(dòng)、DDR緩存；萬兆數(shù)據(jù)接口采用BCM8727做為物理芯片，外接光模塊，F(xiàn)PGA邏輯實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧，該接口提供了10Gbs的數(shù)據(jù)輸入輸出帶寬，對(duì)外接口通用；硬盤驅(qū)動(dòng)程序由FPGA邏輯實(shí)現(xiàn)SATA控制器功能，無需外接SATA控制芯片，控制器驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)exFAT標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)支持，每個(gè)SATA口有獨(dú)立電源控制，支持熱插拔操作；機(jī)箱內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)箱各個(gè)模塊的網(wǎng)絡(luò)互連；SATA硬盤存儲(chǔ)陣列使用通用2.5寸固態(tài)硬盤，采用柔性電纜與主控模塊相連。

視音頻記錄模塊包括主控CPU、視頻采集卡，由主控CPU控制視頻采集卡采集VGA視頻數(shù)據(jù)及音頻數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視音頻記錄功能。