1.导言
跟着测控技能的开展及其使用规模的不断扩大，数据收集办法及存储技能在内容和形式上都发生了巨大的改变。在此过程中，多通道、高采样率以及很多数据实时存盘的测验需求对现有的测验体系提出了应战，如何将测验过程中的很多数据进行有用的存储和剖析，成为工程师们首先要考虑的问题。本文介绍了根据PXIe总线的数据收集卡和RAID0磁盘阵列的组合，并结合LabVIEW 2009作为开发渠道，以柔性测验技能为辅导，为读者供给了一个多通道、高采样率、很多数据实时存储的数据收集体系的解决计划。
2.现状
现在，多通道、高采样率的数据收集卡市场上普遍存在，这类收集卡会瞬间发生很多的实验数据，现阶段数据的存储介质以SATA接口硬盘为主，而SATA接口的硬盘又遭到体系总线带宽的约束，如PCI总线为133MB/s，PCIe总线最高为4GB/s，PXIe总线最高为6GB/s。因而，若要构建一个具有可靠性、适应性、灵敏性和拓展性的多通道、高采样率、数据实时存盘的体系，那么体系总线、数据传输办法、体系软件架构、硬件的技能指标则非常重要。
3.体系计划
为构建多通道、高采样率、数据实时存盘测验体系，咱们的体系计划从软件和硬件两个方面别离论述。
3.1 硬件体系
硬件渠道以NI的PXI为根底。PXI渠道比较老练的多通道、高采样、很多数据存盘的计划是：PXIe数据收集卡+RAID磁盘阵列，此计划最高的数据吞吐量为：400-600MB/s，彻底满意此类体系的构建，保证体系运转的可靠性。
3.2 软件体系
软件渠道以NI的LabVIEW 20 DAQmx9.0为根底。LabVIEW 2009中供给了新一代数据存储格局TDMS 2.0，最高存储速度为400MB/s，以超强适应性来满意数据收集过程中瞬间发生的很多数据，保证体系很多数据实时存储的要求。
3.2.1 软件架构
软件架构的高效与否将直接影响到程序的履行功率，得益于多核处理器和LabVIEW的多线程运转机制，工程师能够使用不同的线程完成对输入信号的收集、处理、存储的功用，经过进步软件构架的灵敏性来进步程序履行功率，使PXI体系发挥最大的功用。
3.2.2 数据存储类型
通常在采样率较小、数据量较小的情况下，可选择直接读取DBL数据。而当采样率较高、数据量较大时，可选用Raw 1D I16或许2D I16的格局读取丈量数据。其间，1D I16占用内存最小，每个采样点占用2Byte内存，而每个DBL采样点要占用8Byte内存，因而在数据量较大时，选用I16格局能够明显削减内存和CPU占用率。两种格局各有所长，不同情况下均能够发挥优势，使体系具有超强适应性及灵敏性。
3.2.3 数据传输机制
选用IRQ或DMA传输收集数据能够极大削减CPU的占用率，然后全面进步体系的功用。
3.2.4 数据存储办法
通常情况下，体系处理文件操作的API函数分配的缓冲区太小，在读取大文件时功用较低。根据灵敏性准则，在编程过程中，可选用支撑“禁用缓冲”形式的API函数，防止软件流盘速度上的瓶颈。
LabVIEW 2009中支撑非缓冲格局流盘的函数有TDMS、二进制以及Win32 API函数，敞开“禁用缓冲”能够明显进步流盘的速度。
在LabVIEW 2009和DAQmx 9.0渠道下，能够使用DAQmx TDMS2.0集成流盘模块DAQmx Configure Logging(TDMS)，
这个API函数功率更高且编程简略，占用体系资源较少，直接将原始数据的和通道的标定信息从板卡经过DMA办法传输至硬盘，最高速度可达1.2GB/s。在收集的过程中，若不需求读取通道的采样值，可将本模块的“操作”选为“记载”，这样，采样值将被直接存储为TDMS 2.0文件。如此灵敏高效的存储办法，恰如其分地诠释了柔性测验技能所要求的灵敏性。
4.工程事例
某测验体系能够对体系中的64路信号进行同步采样，最高可到达3.3MS/s采样率（一切通道）下的实时存盘，一起还可300KS/S（一切通道）进行实时数据显现、存盘。而PXI硬件体系选用NI的18槽3U PXIe-1075机箱，PXIe-8130控制器、PXIe-6124等，PXIe-6124每通道4MS/s同步采样速率、16位分辨率、1个独享模块至控制器间带宽的PXIe接口；数据存储设备选用NI-8262及HDD-8264 组成的RAID0磁盘阵列，最高数据吞吐量可达600MB/s左右。
一起，该体系为用户完善通道触发功用，包含：模仿触发、数字边缘触发、模仿参阅触发等，以满意不同情况下的各种需求。此外，软件选用状态机框架结构和模块化的编程风格，便于软件功用的修订和办理，充沛完成柔性测验技能所要求的灵敏性与拓展性。
数据收集功用被封装为功用模块，经过DAQmx Configure Logging(TDMS) VI将丈量数据实时保存至硬盘，削减了CPU及内存的使用率，进步了程序的履行功率，详细完成办法如图4所示。
5.结语
本文论述了多通道、高采样、实时数据存盘的完成办法及应留意的事项，以很多数据和一个体系实例为根据，深入剖析了多通道高速数据收集的可靠性、适应性、灵敏性以及拓展性等特色。经过介绍NI TDMS数据存储格局，为工程师开发多通道、高采样率、很多实时数据存盘测验体系的完成办法供给了参阅。
