高速数据存储 - 频谱监测与信号智能系统的系统组件详解

高速数据存储

NI 8260是一款四驱动RAID。这款内置于机箱的高速数据存储模块总容量达1 TB，能够连续超过2.5小时记录20 MHz的射频带宽。NI 8260为您提供了一款可靠坚固且小巧紧凑的解决方案来应对频谱监测和信号记录应用。LabVIEW VI则可用于回放所记录的频谱，以便进行采集后分析。

图4. NI 8260四驱动RAID

PXI控制器
NI PXIe-8106是一款高性能PXI Express控制器，可帮助您在高速双核处理器上进行浮点处理，从而与FPGA的定点信号处理功能相互补充。PXI控制器是PXI系统的CPU。由于PXI的模块化特性，RF电路可以从仪器的处理功能中独立出来。CPU的发展速度远远超过射频电路技术，因此如果出现新的处理器或更先进的传感器，您只需要更换已经更新换代的系统元件，而不需要购买全新的仪器。

图5. NI PXIe-8106控制器

NI PXI和PXI Express组成结构分别搭载了双核和四核控制器。

软件

NI PXIe-5641R可使用LabVIEW FPGA 模块进行编程。LabVIEW FPGA非常适合用于FPGA编程，这是由于LabVIEW FPGA可为FPGA提供并行机制和数据流。借助LabVIEW FPGA模块，您可以创建自定义测量以及嵌入数字信号处理算法、解调方案和控制硬件，而无需掌握低级硬件描述语言或板卡级设计。

LabVIEW软件提供了一个独特且易于使用的图形化编程环境，是进行多核处理器编程的理想之选。借助该软件，您可以开发可利用多核处理器的并行算法。此外，由于PXI Express模块化仪器可利用PCI Express总线带来的高数据传输速率，因而更增强了这一优势。受益于多核处理器和PXI Express仪器的应用包括频谱监测和信号智能等多通道信号分析应用。

图6. 系统软件组件

使用LabVIEW FPGA创建的VI称为FPGA VI，运行于NI PXIe-5641R的FPGA上。而在LabVIEW中创建的VI称为Host VI，运行于主机上。FPGA VI和Host VI通过DMA在后台进行通信并相互传输数据，由于数据直接写入RAM，因而不会明显增加CPU的负担。您可以通过编程NI PXIe-5641R来解调或解码基带信号并将结果数据传输至主机。数据到达主机之后，您就可以使用LabVIEW分析和显示这些数据。

功能强大的主机工具(VI)可用于扩展LabVIEW的内置功能，使得用户能够使用下一节介绍的LabVIEW工具包对数据进行分析、处理和可视化。

NI 调制工具包

添加标准或自定义数字和模拟调制格式的信号生成、分析、可视化和处理。借助该工具包，您可以快速开发自定义应用，进行信号调制和解调通信系统和组件的科研、设计、特性描述、验证和测试。

NI 频谱测量工具包

利用灵活的主机频谱测量功能来测量带内功率、邻近通道功率以及占有带宽等参数。

NI LabVIEW 高级信号处理工具包

LabVIEW FPGA数字滤波器设计工具包包含于NI LabVIEW高级信号处理工具包中，可用于访问功能强大的时频分析功能以及创建运行于主机或FPGA的数字滤波器。访问 NI LabVIEW高级信号处理工具包页面，了解更多信息。