傳輸和記錄大量傳感器數(shù)據(jù)

隨著當(dāng)今地面和空中監(jiān)視雷達以及各種類型的聲納生成的數(shù)據(jù)的大容量傳輸，許多現(xiàn)代軍事嵌入式應(yīng)用正在遷移到10 GbE。

有一類傳感器，如空中或地面監(jiān)視雷達或拖曳陣列或浸入式聲納，可生成大量數(shù)字化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常必須長距離流式傳輸?shù)?a target="_blank">信號處理設(shè)備的位置。目前常見的解決方案使用各種類型的千兆位信令。然而，隨著這些傳感器變得更快、更靈敏，從而生成更多的數(shù)據(jù)，許多應(yīng)用正在遷移到萬兆以太網(wǎng)（10 GbE）。在開發(fā)和這些傳感器類型的不斷發(fā)展過程中，需要準(zhǔn)確實時記錄和回放這些數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸

有許多選項可用于將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘柼幚碓O(shè)備。開放式架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計人員通常采用1 GbE或串行前面板數(shù)據(jù)端口（SFPDP）等標(biāo)準(zhǔn)，通常以倍數(shù)形式使用以實現(xiàn)所需的數(shù)據(jù)速率。對于長距離傳輸，基于標(biāo)準(zhǔn)的選項可用于支持單?；蚨嗄９饫w，如果需要，可將其范圍擴展到數(shù)公里。10 GbE成為長距離傳輸?shù)囊粋€有吸引力的選擇，因為只需要一根光纖。典型的移動式地面雷達系統(tǒng)可能會部署一個或多個雷達天線，這些天線連接到距離較遠(yuǎn)的控制罩。這是為了在雷達受到反輻射導(dǎo)彈攻擊時為設(shè)備和人員提供保護。這些目標(biāo)將瞄準(zhǔn)并摧毀脆弱的排放者，而不是庇護所?？刂普麄€空域的類似雷達系統(tǒng)的固定裝置也可能位于距離受到嚴(yán)格保護的控制室更遠(yuǎn)的距離。

許多海軍應(yīng)用需要與嚴(yán)重的外部環(huán)境（例如，刊頭傳感器）和甲板下設(shè)備室中相關(guān)信號處理的位置進行物理隔離。拖曳陣列和浸入式聲納是位于惡劣環(huán)境中的傳感器的另一個例子，在這種情況下，通過臍帶電纜連接到包含更受保護的信號處理和顯示設(shè)備的船只或直升機上。

錄制以進行回放

記錄流傳感器數(shù)據(jù)的原因有很多，包括信號處理設(shè)備的開發(fā)和驗證、離線分析和威脅評估、設(shè)備演進、系統(tǒng)測試、培訓(xùn)和現(xiàn)場運動評估。即使記錄的數(shù)據(jù)將具有一些嵌入式傳感器計時，例如雷達系統(tǒng)的方位角或高程，也只能通過恢復(fù)數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)采樣的準(zhǔn)確計時來確?；胤诺谋Ｕ娑?。實現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方法是在接收到每個輸入樣本時為其添加時間戳，這需要一個分辨率通常低于100 ns的時鐘源。這允許以原始采樣率回放，并提供在記錄數(shù)據(jù)中的選定時間啟動和停止的設(shè)施。

磁盤存儲

來自傳感器的高速鏈路通常使用非常輕量級的協(xié)議，因為在這些數(shù)據(jù)速率下，傳輸中的錯誤只能被標(biāo)記，而不能重新傳輸。因此，UDP 用于通過 1 和 10 GbE 點對點鏈路流式傳輸數(shù)據(jù)報。為了記錄任何合理的持續(xù)時間，需要數(shù)TB的數(shù)據(jù)存儲。只需一個小時的錄制可能最多需要 4 TB，這將由光纖通道旋轉(zhuǎn)磁盤在良性環(huán)境中的交換磁盤束 （SBOD） 或獨立磁盤冗余陣列 （RAID） 中提供。由于時序限制，數(shù)據(jù)被條帶化到陣列上，而不使用文件系統(tǒng)。這還具有一個優(yōu)點，即它可以在重播模式式傳輸?shù)皆S多不同的計算機類型，因為它沒有特定于操作系統(tǒng)的文件屬性。這種類型的記錄儀的典型特征是 SDR1X 系列，它由柯蒂斯-賴特控制嵌入式計算 （CWCEC） 提供。SDRIX 是一種機架式系統(tǒng)，可提供超過兩小時的 10 GbE 記錄，并提供到傳感器的 SFPDP 和 1 GbE 鏈路選項。

最新一代的傳感器會產(chǎn)生大量的原始數(shù)據(jù)，以至于不可能記錄和存檔所有數(shù)據(jù)。但有時，驗證新算法、檢測新的敵對能力或評估實時演習(xí)都需要重放或分析數(shù)小時捕獲的原始數(shù)據(jù)。這只有使用能夠記錄并同樣關(guān)鍵地實時重放此數(shù)據(jù)的特殊類型記錄儀才能實現(xiàn)。

審核編輯：郭婷