[发明专利]一种宽频带信号高速采集与波形存储分析系统

权利要求书

1.一种宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，包括宽带模拟信号采集与回放模块、多通道光纤数据收发模块、多通道LVDS数据收发模块、宽带数据存储模块、嵌入式计算机主板、高速可重构总线模块、数据缓存模块及电源模块；

所述宽带模拟信号采集与回放模块用于宽带模拟信号的采集、缓存、传输与回放，包括下变频单元、输入调理单元，可重构AD转换单元、上变频单元、DA转换单元、信号放大单元、模拟模块数据缓存模组、模拟模块系统命令解析与发送单元及模拟模块电源管理单元；数据记录时，下变频单元信号输出端与输入调理单元输入端相连，输入调理单元输出信号与可重构AD转换单元连接，可重构AD转换单元实现对处理后的I、Q信号进行可调采样率模数转换，通过模拟模块缓存接口控制器发送至模拟模块数据缓存模组；模拟模块数据缓存模组用于进行宽带模拟信号采集与回放模块与背板通信模组的速率匹配；模拟模块数据缓存模组通过背板总线控制器的背板通信模组与宽带数据存储模块及嵌入式计算机主板相连；

多通道光纤数据收发模块用于高速光纤数据的接收、缓存、传输与回放；多通道LVDS数据收发模块用于高速LVDS数据的接收、缓存、传输与回放；宽带数据存储模块用于对所采集宽带数据流进行高速实时存储、回放数据读取与传输；

其中，高速可重构总线模块用于建立宽带模拟信号采集与回放模块、多通道光纤数据收发模块、多通道LVDS数据收发模块、宽带数据存储模块及电源模块和背板系统总线之间的通信，包括背板总线控制器、嵌入式计算机主板和功能模块供电接口，背板总线控制器用于控制背板通信，负责接收背板系统总线下发的命令或数据，以及通过系统总线传输各模块接收到的数据；嵌入式计算机主板通过背板通信模组，实现对各模块进行参数配置以及所采集记录数据进行处理分析；功能模块供电接口用于从电源模块采集电源信号，并向各功能模块提供所需要的电源信号。

2.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，可重构AD转换单元针对不同带宽信号以及精度要求，分为单ADC采样，双ADC时间交替采样两种模式；用户指令通过系统总线，经背板传输至模拟模块系统命令解析与发送单元，控制可重构采集控制器，对可重构AD转换单元I、Q信号的采样模式进行控制选择。

3.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，所述多通道光纤数据收发模块包括光纤接口通信模组、光纤模块数据缓存模组、光纤模块系统命令解析与发送单元及光纤模块电源管理单元；所述光纤接口通信模组包括高速光模块、FPGA内部的串行高速数据收发器和光纤接口控制器，光纤接口控制器用于接口数据收发控制和通信控制；光纤数据通过光纤模块缓存接口控制器发送至光纤模块数据缓存模组；光纤接口通信模组完成光纤数据的高速全双工通信、数据协议打包与解析、光纤状态监测功能。

4.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，所述多通道LVDS数据收发模块包括LVDS接口通信模组、LVDS模块数据缓存模组、LVDS模块背板通信模组、LVDS模块系统命令解析与发送单元和LVDS模块电源管理单元；所述LVDS接口通信模组包括LVDS解码解串接收电路、LVDS编码串化发送电路及LVDS接口控制器，LVDS数据从LVDS接口控制器发送至LVDS模块缓存接口控制器，以在LVDS模块数据缓存模组中进行存储；LVDS接口通信模组用于完成LVDS接口数据的高速全双工通信、数据协议打包与解析功能。

5.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，所述宽带数据存储模块包括SSD硬盘阵列和SATA控制器；其中，SSD硬盘阵列作为存储介质，实现宽带数据的海量存储。

6.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，所述高速可重构总线模块利用总线功能重构技术，实现标准系统总线功能，用于功能模块与计算机之间的通信；同时通过功能重构实现高速背板通信功能，用于实现不同功能模块之间的高速互联互通。

7.如权利要求1所述的宽频带信号高速采集与波形存储分析系统，其特征在于，所述高速可重构总线模块通过配置为PCIe总线，实现功能模块与嵌入式计算机主板之间的通信；所述高速可重构总线模块通过配置为mSATA总线，实现功能模块与宽带数据存储模块之间的通信；所述高速可重构总线模块通过配置为RapidIO总线，实现功能模块之间的数据通信；所述高速可重构总线模块通过配置为XAUI总线，实现万兆以太网接口，以实现网络化系统集成。