基于FPGA的高速数据转存系统是一种利用现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）作为硬件平台，通过高速串行通信协议实现数据高效传输和存储的技术方案。随着合成孔径雷达（SAR）等高数据采集速度应用的需求不断提升，传统的并行数据传输技术因受限于硬件布线复杂度、信号干扰和传输速率上限等因素，已无法满足日益增长的高速数据传输需求。因此，FPGA的高速数据转存系统应运而生，它通过高速串行通信协议，特别是PCI Express（PCI-E）和Aurora协议，提供了更为高效和可靠的传输解决方案。
FPGA是一种可以通过编程进行逻辑配置的集成电路，它能够被反复编程来适应不同的应用场景。FPGA以其高性能、低延迟、并行处理能力强和设计灵活性高等特点，非常适合用于处理高速数据流的任务。在本解决方案中，Xilinx公司Virtex-5系列FPGA作为硬件平台，被选用来实现高速数据转存系统的核心功能。
PCI Express（PCI-E）是一种高速串行计算机扩展总线标准，提供了一种更为灵活和扩展性更强的通信协议，相较于传统的PCI总线有更高的带宽，能够有效提升数据传输效率。在本方案中，PCI-E总线被用于转存系统与PC之间的数据通信，以实现高速的数据交互。
Aurora协议是一种基于串行连接的轻量级协议，适用于在高速数据传输场景中，特别是FPGA硬件平台上。它能够保证数据在传输过程中的准确性和完整性，同时对硬件资源的要求较低。在本方案中，Aurora协议被用来定义数据帧格式，以确保数据能够以预定格式在高速串行链路上可靠传输。
在数据转存系统设计中，为了解决输入和输出数据传输速率不匹配导致的数据传输稳定性问题，采用了双口RAM（Random Access Memory）进行数据缓存。通过乒乓操作模式，可以无缝切换数据的读写操作，从而保证了高速数据转存过程中的稳定性和可靠性。
在通信模式方面，命令交互采用PIO（Programmed I/O）模式，而图像与列表数据传输则采用DMA（Direct Memory Access）模式。PIO模式是指处理器直接参与I/O操作，适合于小批量数据的传输；DMA模式则是允许硬件设备直接访问系统内存进行数据传输，不经过CPU，适合于大批量数据传输，可以显著降低CPU的负载，提高系统整体性能。
实际测试表明，本方案中的高速数据转存系统能够满足特定型号SAR雷达系统对高速数据转存的要求。这证明了FPGA基于PCI-E和Aurora协议的高速数据转存系统方案的可行性和有效性。
此外，由于合成孔径雷达（SAR）具有全天时、全天候、高分辨率、多极化、视角可变和穿透性强等特点，SAR雷达数据转存系统作为雷达系统的重要组成部分，对于将记录的SAR回波数据及时准确地转存至本地硬盘，为后期处理提供支持具有至关重要的作用。
随着系统级互连速率的不断提升，高速串行传输技术不仅在数据传输性能上有了显著提高，而且在成本、设计简化和I/O资源节省等方面都表现出明显的优越性。因此，高速串行传输技术被广泛应用于各种系统设计中，逐渐取代了传统的并行传输技术，成为行业主流。
总结来说，基于FPGA的高速数据转存系统通过采用高性能的FPGA硬件平台，结合先进的PCI-E和Aurora串行通信协议，以及双口RAM缓存和DMA模式等技术手段，能够有效应对SAR雷达等应用领域中对高速数据转存的严苛要求，为雷达系统的数据采集和处理提供了强有力的支撑。
