32路數據同步采集存儲系統
概述
32路同步數據采集系統可以完成32路數據的同步采集、存儲以及實時信號處理等功能。
32路同步數據包括單個板卡通道之間的同步和多個板卡之間的同步，同步后的數據先存儲在板載DDR3，再通過PCIe接口把數據傳輸到上位機，如果采集的是瞬態信號，如主動超聲波探測模式，可以使用Standard模式，可以把數據都存儲在板載DDR3上，但要求采集的數據不能超過板載DDR3存儲容量；如果采集的是連續信號，如被動超聲波探測模式，可以使用FIFO模式，數據可以一邊存儲在DDR3上，一邊把數據傳輸給上位機，存儲的時間的長短受限于磁盤容量的大小。
32路同步數據采集系統適用于實驗室振動狀態在線檢測、噪聲檢測、溫度試驗、環境試驗、雷管引爆延遲時間檢測等。
北京坤馳科技有限公司基于數據采集與控制部分，為用戶提供一套解決方案，涉及到信號的采集存儲或處理。
系統框圖：
系統規格
采集模塊：
德國Spectrum公司： M2i-4912-exp 基于PCIE總線的數據采集卡：
l 8通道同步采集。
l 16bit采集精度，大10Msps采樣率。
l ±200mV到±10V軟件可調增益設置。
l AC/DC輸入可設置。
l PCIE x1 總線，連續數據傳輸率＞160MB/s。
l 支持多板同步采集級聯。
存儲模塊：
RAID SSD存儲模塊：
l 大支持8塊SATA 3.0接口存儲介質。
l 采用4塊 容量512GB的SSD 組成RAID 0 存儲陣列。
l 標配容量2TB，可以擴展到4TB，或8TB。
l 連續存儲速度＞800MB/s。
GPU實時處理模塊：
l nVIDIA Tesla K10。
l Kepler GPU 架構
l 支持CUDA 并行處理。
l CUDA 處理核心 3072。
l 單精度浮點運算能力為1.58T FLOPS。
計算機平臺：
l Intel Core i7 980X, 3.33GHz processor
l 24GB of DDR3 RAM & up to 16TB of disk space
l Four PCI-e (x16) expansion slots
l 16:10 ， 17" LCD with resolutions up to 1920x1200
l Window 7 操作系統
l 1250W，220VAC電源模塊
·
系統功能
采集板卡M2i-4912-exp系列工作模式：
l Single Record
當板卡工作在Single Record模式下，以根據外觸發或者通道觸發，選擇相應的觸發方式，每當trigger信號到來板卡就開始采集信號，采樣的總長度是每次設置的單次采集的長度。
l Multi Record
當板卡工作在Multi Record模式下，可以根據外觸發或者通道觸發，選擇相應的觸發方式，每當trigger信號到來板卡就開始采集信號，采樣的總長度是每次觸發采集的信號的長度的累加。
l ABA
當板卡工作在ABA模式下，觸發信號到來時，開始快速采集信號，觸發信號沒有時，采樣率降低，可以保持連續采集數據。
l 多板同步采集系統
Spectrum 提供start-hub功能，通過獨有的數據同步和補償功能，能精確的同步多塊（200塊以上）采集板卡，使多塊板卡在統一的時鐘和觸發系統下工作，并保證各個通道間小的誤差。
Stream 32 Channels 10 MS/s：
1 x SPcB8-E6 including SBench6-Pro（SBench6-Pro已經包括多板同步功能）
Streaming Speed 640 MByte/s
Continuous streaming for nearly 7 hours
1 x SPcB8-E6 including SBench6-Pro（SBench6-Pro已經包括多板同步功能）
Streaming Speed 640 MByte/s
Continuous streaming for nearly 7 hours
GPU實時處理能力：
CUDA 并行計算架構
Nvidia的CUDA架構用于提供本地計算接口，包括兩個標準語言，例如C，和較新的基于API的OpenCL和DirectX計算，設計達到100~1000核并行線程，CUDA允許真正的海量計算環境
GPU和CPU完成FFT時間比較
測試環境
CPU：Intel i7。
內存：4條8GB的DIMM，總存儲容量32GB。
FFT處理庫函數：Intel Math Kernel Library(數學核心算法庫)
測試結果
Spectrum公司提供完整的軟件開發平臺，具備二次開發API函數和豐富的例程。并提供集成應用程序SBench6-Pro，可以完成多塊采集模塊集成控制和生實時波形顯示：
l 同步軟件打開Sbench6會出現如下所以連接的板卡32路通道數據
l 系統支持多個板卡的streaming流盤模式，需要Sbench6 Pro和Sbench6-Multi軟件支持
Sbench6軟件里設置streaming采集方式Continuous，存儲數據的大小取決于磁盤陣列的大小
l 系統軟件支持Multi Record采集，可以對外部觸發信號敏感采樣，可以設置Multi Record的個數，采樣長度可設置，采樣率可設置，支持時間戳功能
l 支持FFT功能，可以對采樣信號進行頻譜分析，可以加hanning窗，hamming窗，blackman窗，有效的防止了由于頻率分辨率不足，導致的頻譜泄漏問題。
l 支持用戶二次開發的C/C++程序設計，用戶可以編程實現讀寫文件操作，保存采集的數據
l 支持用戶二次開發的matlab程序，使用戶可以采集顯示數據
l 在連續模式下Spectrum公司提供多線程例程，支持變存儲變實時計算和顯示功能。實時計算由GPU負責，實時顯示功能由多核CPU完成，以I7 8核心CPU的處理能力，實時顯示2~4個通道的有用數據是可以勝任的。
脈沖采集原理
針對用戶產生的窄脈沖信號特征，信號幅度0-2Vpp，可以選取采集卡的前置放大器范圍2.5V，窄脈沖的重復頻率是1kHz，這樣脈沖信號都是burst模式出現的。采集卡可以選擇通道觸發，設置某一個閾值，當達到這個閾值，就開始采集，這樣保證采集到的數據都是有效的脈沖數據。用戶可以針對采集到的脈沖數據，去除大量無用型號和噪聲信號。
系統外形尺寸和環境指標：
l Dimension / Weight17.06”H x 13.67”W x 9.02”D / 30 Lbs。
l ShockOperating: 10g, 11ms, Half-Sine。
l VibrationOperating: 10-500Hz (0.4Grms)。
l Non-Op: 10-500Hz (1.12Grms)。
l 工作溫度：-25℃～+50℃；
系統配置
相關產品
