文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223427
中文引用格式： 林建華，沈秀風，田春雨. 一種基于FPGA的多路高速雷達數據存儲技術[J]. 電子技術應用，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
相控陣等先進雷達系統的性能日趨復雜，短時間內就會產生大量數據，高達幾吉字每年秒以上。采用數據存儲技術記錄雷達數據，為雷達的研制調試、檢飛試驗、實戰演習等方面提供數據分析的依據。研制便攜式或集成式存儲單元，將雷達的多路海量高速數據進行實時連續記錄、轉儲分析和在線回放。便攜式存儲單元作為一個獨立設備，方便攜帶，但系統集成度低；集成式存儲單元作為雷達的配套組成模塊，通過背板等方式與雷達分系統互連，利于系統集成。
國內已有大量的數據存儲技術的研究，文獻[3]使用PCIe交換和NVMe固態盤（Solid State Disk，SSD）存儲陣列實現RAID0，最大存儲帶寬為3.2 GB/s，容量為10 TB，為本文的存儲架構設計提供一定的基礎，但帶寬受限且集成度不高；文獻[4]采用FPGA側的NVMe主控端IP核，外掛單片NVMe固態盤，架構簡單，帶寬有限，若FPGA實現軟RAID0功能，難度較大，且FPGA的PCIe IP核資源有限；文獻[5]提出了SATA存儲方案，以FPGA作為邏輯控制核心，內嵌8個SATA控制器，完成SATA SSD盤陣讀寫性能，達到3.3 GB/s的存儲帶寬，當要求更高存儲帶寬時，因SATA在寫盤過程中會不定期啟動垃圾回收，很難保證存儲陣列穩定連續寫盤，且需更多數量的SATA SSD提高帶寬，擴展性受限。
綜上，各種數據存儲技術適用于一定的應用場景，但要滿足復雜雷達系統的數據路數多、記錄時間長、存儲帶寬高、集成度高等要求，國內幾乎沒有相關文獻報道。結合實際工程應用需求，將存儲單元設計成6U VPX標準單板形式，通用性和適配性強，可與雷達分系統無縫集成；底層利用了PCIe Gen3通道的低延時和并行性，提升了數據傳輸帶寬；利用了FPGA豐富的高速串行數據收發接口以及高效的并行數據處理性能，方便與雷達系統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，田春雨
（中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇 無錫 214000）
