具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种高速记录回放设备，该设备包括通讯控制单元1、文件系统管理单元2、数据处理单元3、数据采集单元4、数据回放单元5和存储阵列单元6等模块，所述的通讯控制单元1、文件系统管理单元2、数据处理单元3、数据采集单元4、数据回放单元5和存储阵列单元6均位于同一块板卡上，具有集成度高、稳定性好、功耗低等优点。

所述的通讯控制单元1的后端与文件系统管理单元2的前端连接，通讯控制单元1是设备的控制接口，用于接收并解析外部控制计算机输入的数据记录、回放、导出等功能的控制命令和接收来自文件系统管理单元2的数据并导出；

所述的通讯控制单元1根据应用领域可以通过千兆以太网接口、PCIE接口等板级通讯接口和文件系统管理单元2连接。

所述的文件系统管理单元2的前端接通讯控制单元1的后端，文件系统管理单元2的后端接数据处理单元3的前端，文件系统管理单元2用于管理存储阵列单元6的存储空间、管理存储阵列单元6存储的文件属性参数和控制数据处理单元3进行文件采集、回放、导出等处理操作。

所述的文件系统管理单元2根据应用领域可以是DSP、ARM处理器等。

所述的数据处理单元3是高速数据记录回放设备的处理核心，分别连接数据采集单元4、数据回放单元5、存储阵列单元6和文件系统管理单元2，数据处理单元3接收文件系统管理单元2的采集、回放、导出等控制指令、文件系统管理单元2对存储阵列单元6物理地址映射的逻辑地址信息、文件属性参数等控制数据采集单元4、数据回放单元5、存储阵列单元6进行文件采集、回放、导出等功能；

文件系统管理区2与数据处理单元3通过芯片间高速接口连接(如SRIO、PCIE接口)；数据处理单元3与存储阵列单元6之间通过存储接口连接(如SATA、EMIF接口)，所述的数据处理单元3可以是FPGA，通过FPGA对数据采集单元4数据进行数据滤波、数据组帧，然后再存储到存储阵列单元6。

本实施例采用文件系统管理单元2进行系统控制和文件管理，采用数据处理单元3进行采集、回放和导出的数据的处理，使得文件管理和数据处理分别在不同的单元完成，具有系统耦合度低、稳定性高、数据处理速度快的优点。

所述的数据采集单元4是高速记录回放设备的数据采集输入接口，用于接收待采集文件并发送给数据处理单元3，数据采集单元4可以通过PCIE、SRIO等高速数字接口和数据处理单元3连接，以实现文件采集时数据高速传输；

所述的数据回放单元5是高速记录回放设备的数据回放输出接口，接收数据处理单元3发送的待回放文件并输出，数据回放单元5可以通过PCIE、SRIO等高速数字接口和数据处理单元3连接，以实现文件回放时数据高速传输。

所述的存储阵列单元6与数据处理单元3连接，存储阵列单元6与文件系统管理单元2、数据处理单元3之间进行数据写入与数据读取，以实现高速数据记录、回放和导出功能；存储阵列单元6的存储空间被划分为文件系统区、文件属性区和数据存储区，其中物理地址映射的逻辑地址信息存入文件系统区、文件属性参数存入文件属性区，文件系统区保存文件系统和控制策略，控制策略用于管理文件系统管理单元2的所有文件数量和存储阵列单元6剩余存储容量；数据存储区存储数据采集单元4采集的文件的具体数据；文件属性区存储采集的文件对应的文件属性参数。

所述的存储阵列单元6与数据处理单元3之间并行连接，具体应用场景可以是固态硬盘阵列或Flash芯片阵列。

通过上述结构，本实施例中的文件系统管理单元2通过数据处理单元3对存储阵列单元6的物理存储空间进行逻辑区域划分为文件系统区、文件属性区和数据存储区，将文件系统和控制策略存入文件系统区。文件系统管理单元2还可以生成每个文件的属性信息，并通过控制数据处理单元3将文件属性参数存入存储阵列单元6的文件属性区。文件采集时，通讯控制单元1接收文件采集命令，文件系统管理单元2生成文件属性参数，并将文件属性参数通过数据处理单元3存入存储阵列单元的文件属性区；数据处理单元3使能数据采集单元4将采集的文件存入存储阵列单元6的数据存储区；文件回放时，通讯控制单元1接收文件回放命令，文件系统管理单元2从存储阵列单元6的文件属性区获得待回放文件属性，数据处理单元3控制存储阵列单元6从数据存储区将待回放文件通过存储阵列单元6发送到数据处理单元3，再使能数据回放单元5，将待回放文件发送到数据回放单元5进行文件回放。文件导出时，通讯控制单元1接收文件导出命令，文件系统管理单元2从存储阵列单元6的文件属性区获得待导出文件属性，数据处理单元3控制存储阵列单元6从数据存储区将待导出文件通过存储阵列单元6发送到数据处理单元3、再从数据处理单元3发送到文件系统管理单元2，然后从文件系统管理单元2发送到通讯控制单元1进行文件导出。

如图2至图7所示，本发明实施例提供一种高速记录回放设备的控制方法，所述高速记录回放设备的控制方法包括以下步骤：

S1)系统控制处理：通讯控制单元1接收外部输入的控制命令并解析得到控制信息后发送给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2收到的控制信息若为采集控制信息，跳转步骤S2)；若为回放控制信息，跳转步骤S3)；若为导出控制信息，跳转步骤S4)；若为文件列表查询信息，跳转步骤S5)；

系统控制处理是高速记录回放设备的控制核心，主要完成以下任务：

通讯控制单元1接收外部输入的采集、回放、导出、文件列表查询等控制命令输入，并输出解析后的采集、回放、导出、文件列表查询等控制信息给文件系统管理单元2；

文件系统管理单元2接收通讯控制单元1的采集、回放、导出、文件列表查询等控制信息，文件系统管理单元2根据不同控制信息、结合文件系统控制数据处理单元3实现文件采集处理S2、文件列表处理S3、文件回放处理S4、文件导出处理S5等功能，流程图见图3；

S2)数据采集处理：流程图见图4，通讯控制单元1接收数据采集控制指令，控制文件系统管理单元2生成采集数据文件属性参数、根据设备存储空间情况，并控制数据处理单元3、数据采集单元4、存储阵列单元6进行数据采集和文件生成，实现文件记录记录功能，若采集控制信息为开始采集，文件系统管理单元2生成待采集文件对应的文件属性参数并向数据处理单元3发送开始采集的控制指令，数据处理单元3使能数据采集单元4并接受数据采集单元4发送的采集文件，然后将采集文件写入存储阵列单元6的数据存储区，等待停止采集的采集控制信息；若采集控制信息为停止采集，文件系统管理单元2向数据处理单元3发送停止采集的控制指令并更新文件系统，数据处理单元3将更新后的文件系统写入存储阵列单元6的文件系统区，将文件属性参数写入存储阵列单元6的文件属性区，返回步骤S1)，具体步骤包括：

S21)通讯控制单元1接收外部输入的文件采集命令，并输出解析后的采集控制信息(包括开始采集、停止采集)给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2等待并接收通讯控制单元1发出的采集控制信息，若为开始采集，跳转步骤S22)，若为停止采集，跳转步骤S25)；

S22)文件系统管理单元2接收通讯控制单元1的采集控制信息，生成文件属性参数，文件属性参数包括文件名、文件号、文件大小、文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息等，文件系统管理单元2查询文件系统得到存储阵列单元6文件系统区的内容，即存储阵列单元6剩余存储容量信息及文件数量，通过数据处理单元3从存储阵列单元6的文件系统区获取存储阵列单元6剩余存储容量信息，并将剩余存储容量、开始采集的控制指令传递给数据处理单元3；

S23)数据处理单元3接收文件系统管理单元2传递的存储阵列单元6剩余存储容量，并根据开始采集的控制指令使能控制数据采集单元4进行数据采集，数据采集单元4输出采集数据流到数据处理单元3；

S24)数据处理单元3根据存储阵列单元6剩余存储容量信息，将采集数据流进行帧格式组帧写入存储阵列单元6的数据存储区，监听采集控制信息，若为停止采集，跳转步骤S25)；

S25)数据处理单元3接收文件系统管理单元2传递的采集控制信息，依次控制数据采集单元4停止采集数据、停止向存储阵列单元6写入数据，并获取存储阵列单元6剩余存储容量，将剩余存储容量和采集完成报告回复文件系统管理单元2；

S26)文件系统管理单元2接收采集完成报告以及存储阵列单元6的剩余存储容量，更新文件系统中存储阵列单元6剩余存储容量信息及文件数量，然后将更新的存储阵列单元6剩余存储容量信息及文件数量通过数据处理单元3写入存储阵列单元6的文件系统区，将文件属性参数通过数据处理单元3写入存储阵列单元6的文件属性区，返回步骤S1)，随着数据不断写入，数据处理单元3不做实时更新存储阵列单元6剩余存储容量的操作，仅在停止采集之后才做1次剩余存储容量的更新。这也是本专利的独特之处，如果做实时的存储容量更新会占用数据处理单元3与存储阵列单元6之间的通讯带宽，从而降低数据存储速率

S3)文件列表处理：通讯控制单元1接收文件列表处理控制指令，文件系统管理单元2获取系统已有文件数量，文件系统管理单元2控制数据处理单元3、存储阵列单元6获取所有文件属性，并将所有文件属性参数组成文件列表的数据帧通过通讯控制单元1输出，流程见附图5，文件系统管理单元2将查询文件属性的控制指令发送给数据处理单元3，数据处理单元3从存储阵列单元6的文件属性区获取所有文件属性参数并发送给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2根据文件属性参数生成文件列表后发送给通讯控制单元1输出，返回步骤S1)，具体步骤包括：

S31)通讯控制单元1接收外部输入的文件列表查询命令，并输出解析后的文件列表查询信息给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2等待并接收文件列表查询信息，生成查询文件属性的控制指令并发送给数据处理单元3；

S32)数据处理单元3收到控制指令后，从存储阵列单元6的文件属性区获取所有文件属性并发送到文件系统管理单元2；

S33)文件系统管理单元2将所有文件属性参数进行组帧得到文件列表，将文件列表的数据帧发送给通讯控制单元1，通讯控制单元1输出文件列表的数据帧，通过通讯控制单元1输出文件列表实现文件列表处理流程，返回步骤S1)。

S4)数据回放处理：通讯控制单元1接收数据回放处理控制指令和待回放文件信息，文件系统管理单元2控制数据回放单元5、数据处理单元3从存储阵列单元6获取待回放文件数据，分数据帧从数据回放单元5输出，流程图见附图6，通讯控制单元1接收外部输入的待回放文件信息并解析得到待回放文件号后发送给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2将待回放文件号转换为待回放文件的逻辑地址信息，将待回放文件的逻辑地址信息和文件回放使能的控制指令发送给数据处理单元3，数据处理单元3使能数据回放单元5并根据待回放文件的逻辑地址信息匹配存储阵列单元6的数据存储区得到待回放文件，将待回放文件发送给数据回放单元5输出，返回步骤S1)，具体步骤包括：

S41)通讯控制单元1等待并接收外部输入的文件回放命令和待回放文件信息，并输出解析后的待回放文件名称、待回放文件大小、待回放文件号给文件系统管理单元2；

S42)文件系统管理单元2通过数据处理单元3在存储阵列单元6的文件属性区匹配待回放文件号获得待回放文件属性参数，从待回放文件属性参数获得待回放文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，此处待回放文件在存储阵列单元6的逻辑地址即为存储阵列单元6的存储空间划分时存入文件系统区的物理地址映射的逻辑地址信息，生成文件回放使能的控制指令并将待回放文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息、文件回放使能的控制命令传递给数据处理单元3；

S43)数据处理单元3接收回放使能的控制命令和待回放文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，并根据待回放文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，从存储阵列单元6的数据存储区获取对应的文件数据帧；

S44)数据处理单元3对文件数据帧进行分帧处理得到待回放文件数据流，使能数据回放单元5并将待回放文件数据流发送给数据回放单元5，通过数据回放单元5输出回放数据流，返回步骤S1)。

S5)数据导出处理：通讯控制单元1接收数据导出处理控制指令和待导出文件信息，文件系统管理单元2控制数据处理单元3从存储阵列单元6获取待导出文件数据，分数据帧通过通讯控制单元1输出，流程图见附图7，通讯控制单元1接收外部输入的待导出文件信息并解析得到待导出文件号后发送给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2将待导出文件号转换为待导出文件的逻辑地址信息，将待导出文件的逻辑地址信息和文件导出使能的控制指令发送给数据处理单元3，数据处理单元3根据待导出文件的逻辑地址信息匹配存储阵列单元6的数据存储区得到待导出文件，将待导出文件发送给文件系统管理单元2，文件系统管理单元2将待导出文件发送给通讯控制单元1导出，返回步骤S1)，具体步骤包括：

S51)通讯控制单元1等待并接收外部输入的文件导出命令、待导出文件信息，并输出解析后的待导出文件名称、待导出文件大小、待导出文件号给文件系统管理单元2；

S52)文件系统管理单元2通过数据处理单元3在存储阵列单元6的文件属性区匹配待导出文件号获得待导出文件属性参数，从待导出文件属性参数获得待导出文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，此处待导出文件在存储阵列单元6的逻辑地址即为存储阵列单元6的存储空间划分时存入文件系统区的物理地址映射的逻辑地址信息，生成文件导出使能的控制指令并将待导出文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息、文件导出使能的控制指令传递给数据处理单元3；

S53)数据处理单元3接收导出使能的控制指令和待导出文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，并根据待导出文件在存储阵列单元6的逻辑地址信息，从存储阵列单元6的数据存储区获取对应的文件数据帧；

S54)数据处理单元3对文件数据帧进行分帧处理，分帧处理后的待导出文件数据流输出给文件系统管理单元2；

S55)文件系统管理单元2接收待导出文件数据流，对待导出文件数据流进行组帧，然后发送给通讯控制单元1，通讯控制单元1输出导出文件的数据帧，返回步骤S1)，通过通讯控制单元1导出指定的文件。

通过上述步骤，本实施例与现有技术相比较具有文件管理和数据处理分别在不同的单元完成，具有系统耦合度低、稳定性高、数据处理速度快等优点，本方案的控制方法基于本方案记录回放设备的特殊控制方法，现有技术若采用本方案的控制方法可能存在文件存储出错、数据处理速率慢甚至系统奔溃、数据丢失等问题，本方案采用文件管理+数据处理双单元架构实现文件管理和数据处理的分离实现高速数据记录回放、低耦合度、高稳定性系统功能。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。