摘要：介绍一种基于高性能scsi总线处理器fas466的专用高速合成孔径雷达（sar）数据存储设备的设计。该设备可以脱离微机平台时将sar数据记录到scsi硬盘。给出了记录器的系统结构和硬件、软件设计方法。

关键词：fas466处理器 合成孔径雷达 高速数据记录 scsi接口标准

合成孔径雷达(sar)经历了从光学记录成像到数字记录成像，从低分辨率到高分辨率，从单通道、单极化到多通道、多极化，从单频到多频的发展过程。sar系统的迅速发展，使sar的数据量也急剧增多，普通的存储器已经无法满足sar系统对大容量、高速数据存储的要求。

常规的数据记录器的设计思路是通过高速pci接口，采用scsi总线处理器将高速数字信号存入scsi硬盘。其缺点是数据传输的速率受pci带宽的限制，而且pci接口对微机系统的依赖性，使系统的模块化设计变得非常困难。另外，sar对数据记录器的可靠性和工作环境的要求也非常高，使sar数据记录器不能按照常规的方法设计。笔者通过对sar系统的研究，基于模块化设计的思想，开发了一种基于fas466的高速实时数据记录器。其特点是采用高速dma接口、可脱离微机平台工作、体积小、可靠性高，实际持续存储速度达到72mb／s。

图1

1 scsi总线和硬盘

scsi是美国ansi9．2委员会定义的计算机和外设之间的接口标准。本系统采用scsi硬盘，因为5csi接口比常见的ide接口具有更多优点：(1)scsi提供了一个高速传输通道，传输速度更快；(2)scsi接口采用总线主控数据传输(bus master data transfer)，占用cpu资源少；(3)可同时串接多台不同类型的设备；(4)scsi硬盘在标识硬盘扇区时使用了线性的概念，即硬盘只有顺序的第1扇区、第2扇区…第n扇区，不像ide硬盘的"柱面／磁头／扇区"三维格式。这种线性编排方式访问延时最小，可加快硬盘存取速率，尤其在持续大容量控据存储时，所显现的优势更为明显。

2 系统的硬件结构设计

整个系统的设计总体框图如图1所示，包括高速数据源、高速差分接收器、dma控制器、数据缓存器、dsp微处理器、scsi协议控制器和高速scsi硬盘等子系统；下面分别给出各子系统的设计(pad bus表示控制信号线，data bus表示数据信号线)。

2．1 高速数据源和高速差分线性接收器

系统的高速数据源接口为16位的并行接口，数据传输接口的所有信号均采用低电压差分模式lvds传输，信号进入记录器之后要将lvds电平转换成ttl电平。

2．2 数据缓存器

数据缓存的目的是为scsi的高速dma传输做好准备，使两边数据传输速度匹配。数据的流向一般是一个口进，一个口出，不对信号进行任何处理。双口随机存储器ram虽然也可完成这个任务，但是由于它需要复杂的地址译码电路，所以不采用，而采用fifo。由于sar系统每帧数据小于8kb，本系统选用的fifo深度为8kb。

2．3 scsi协议控制器--fas466

fas466(fast architecture scsi processor)处理器是qlogic公司1999年上市的一种高性能scsi引擎，它源于qlogic公司的tec450／452三重嵌入式控制铝系列，可提供ultra2 scsi的同步传输速率，支持先进的scsl自动配置模式的1层和2层协议，内部嵌有微控制器，能够通过编程方式灵活地协调scsi作业队列，可以工作在启动或目标模式并支持单端或低电压差分模式的scsi连接。

fas466区别于其它scsi协议控制器的最大特点是它采用微处理器和dma接口结构，而常见的scsi协议控制器采用pci接口总线结构。这是本设计采用fas466的一个主要原因。采用微处理器和dma接口结构，可以通过dsp对传输进行控制，脱离微机平台，减少传输带宽限制，使数据记录器具有非常好的灵活性和可移植性。 fas466由scsi控制器、微控制器、dma接口和微处理器接口四个模块组成。外部微处理器通过微处理器接口对fas466进行控制，scsi控制器提供灵活、有效的底层scsi协议控制，微控制器负责控制数据从dma接口到scsi硬盘的传输以及各个模块之间的协调。图2为fas466的内部结构。