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随着合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)技术的飞速发展,分辨率不断提高,SAR回波数据量不断增长,对数据传输速率的要求越来越高,传统的PCI、USB总线的传输速率已不能满足其要求。雷达数据记录回放系统能够将雷达回波数据存储到服务器中作为雷达原始数据,也能够在需要的时候将数据回放给信号处理系统,在雷达的设备测试、算法分析、系统性能分析等方面都有重要作用,因此,研制一种数据传输速率更快的雷达数据记录回放系统是具有重要意义的。 本文在充分调研了当前流行高速总线的基础上,采用PCIE总线和RapidIO总线相结合实现了雷达数据记录回放系统,此系统是以PCIE总线实现计算机与FPGA的数据传输,以RapidIO实现FPGA与数据记录单元或信号处理单元之间的数据传输,以DDR3实现数据在FPGA上的缓存,最终实现了雷达回波数据的高速传输。 本文具体的研究内容包括以下三个方面: 首先,深入研究了PCIE总线协议以及基于PCIE总线的Block DMA与分散集聚DMA,针对分散集聚DMA获取、更新描述符需要DMA控制器与驱动频繁握手导致传输速率低的不足,提出了一种改进的分散集聚DMA的设计方法,而且根据改进后的分散集聚DMA设计了其基于WDF的驱动,完成了数据传输测试; 其次,针对雷达数据记录回放系统的技术要求,采用Xilinx封装的IP核完成了DDR3缓存和RapidIO接口的FPGA实现; 最后,为了验证雷达数据记录回放系统的性能,在完成FPGA程序和WDF驱动的基础上,在Visual Studio中设计了用户界面,完成了雷达数据记录与回放的性能测试,验证了雷达数据记录回放系统进行高速数据传输的可靠性。 本论文基于PCIE总线和RapidIO总线实现的雷达数据记录回放系统,能够实现雷达回波数据的高速传输,系统传输性能稳定,传输速度能够达到900MB/s,满足雷达数据记录回放系统对于速度的要求,可为雷达回波数据的高速传输提供借鉴意义。