作者:
Byoungbok Kang - Daewoo Electronics

行業(yè):
消費品, 機(jī)器/機(jī)械, 機(jī)電學(xué)/ 電工學(xué), 電子

產(chǎn)品:
FPGA模塊, CompactRIO

挑戰(zhàn):
突破傳統(tǒng)二維存儲設(shè)備的技術(shù)限制，以獲取更大的容量和更快的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

解決方案:
利用NI LabVIEW FPGA 模塊和CompactRIO 系統(tǒng)開發(fā)出世界上第一臺在連續(xù)旋轉(zhuǎn)式磁盤上進(jìn)行三維全息數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲的伺服控制系統(tǒng)。

全息數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲（Holographic digital data storage，簡稱HDDS）技術(shù)是光學(xué)存儲領(lǐng)域里最有前景的新興技術(shù)之一。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，是把單獨的比特信息存儲為介質(zhì)表面的磁或光變量，正在接近其物理的極限。然而，全息存儲技術(shù)可以使數(shù)據(jù)的傳輸速率加速到10 億比特每秒，把訪問時間降低到幾十微秒，同時將數(shù)據(jù)的存儲密度增加到理論的最大值，即1 萬億比特每立方厘米?！　?/P>

通過在存儲介質(zhì)的整個三維空間上編碼數(shù)據(jù)，并且利用稱為頁的大容量并行存儲塊來進(jìn)行記錄和恢復(fù)，全息數(shù)據(jù)存儲技術(shù)突破了傳統(tǒng)二維技術(shù)（如DVD）的限制。

利用CompactRIO 對Daewoo HDDS 系統(tǒng)進(jìn)行原型驗證

我們的H D D S 原型包括兩個主要的子系統(tǒng)：一個基于N ICompactRIO三百萬門的FPGA 系列模塊的電光運動控制系統(tǒng)和一個基于Xilinx 公司八百萬門的FPGA 電路板的視頻解碼系統(tǒng)。CompactRIO 系統(tǒng)控制著一個線性電機(jī)、一個步進(jìn)電機(jī)、一個電流鏡和一個CMOS 相機(jī)。每一個運動控制環(huán)都要求精確的控制，所以我們利用反饋信號來控制和檢測數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)的計算型電路板，CompactRIO 系統(tǒng)使我們可以利用NI 公司的LabVIEWFPGA模塊來定制脈沖發(fā)生器的時序，其精度可達(dá)到一個FPGA時鐘周期。為了避免滑動，我們通過創(chuàng)建定制的用于加速和減速的數(shù)學(xué)函數(shù)，開發(fā)了復(fù)雜的電機(jī)控制算法。我們?yōu)槿N類型的電機(jī)分別設(shè)計了驅(qū)動電路，并把它們連接到CompactRIO 的輸入/ 輸出模塊上。除了運動控制，CompactRIO 還與用于視頻解碼的FPGA 電路板通信，該電路板是使用我們自有的用于視頻恢復(fù)和CMOS相機(jī)控制的信號處理技術(shù)開發(fā)的。前端MPEG解碼器積累在緩存中的數(shù)據(jù)量隨速度變化很大，CompactRIO 還通過檢查其變化來控制數(shù)據(jù)的傳輸速率。　　

在2005 年韓國電子展演示期間，我們的系統(tǒng)運行可靠，設(shè)備和電路板沒有出現(xiàn)任何的通信或操作錯誤，使得Daewoo 電子公司成為正在興起的全息數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲領(lǐng)域中顯而易見的技術(shù)先鋒。

從HDDS 原型系統(tǒng)獲得的收益

我們的HDDS原型系統(tǒng)是第一臺該類型的產(chǎn)品。因為沒有現(xiàn)成的系統(tǒng)參考或者限制，所以多數(shù)系統(tǒng)部件需要獨立的研究和開發(fā)。我們的最初選擇，即利用一塊DSP電路板，其成本估計為好幾萬美元，而且需要很多個月的開發(fā)時間。利用靈活的LabVIEW軟件，配合以CompactRIO 硬件，我們在不犧牲性能的情況下，只用幾千美元就開發(fā)出了我們的系統(tǒng)。而且，開發(fā)時間僅為一個月，這使得我們的系統(tǒng)在KES 2005上的第一次展出獲得了業(yè)界的贊譽。

利用NI 的CompactRIO、高速FPGA 技術(shù)和易于使用的NILabVIEW 軟件，而不是花費幾萬美元和數(shù)月的開發(fā)時間來設(shè)計定制的DSP 電路板，使我們的團(tuán)隊得以迅速而經(jīng)濟(jì)地開發(fā)出奠基性的HDDS 系統(tǒng)。我們?yōu)轫椖靠梢匀绱搜杆俣行У耐瓿啥械襟@奇。