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遙測數(shù)據(jù)多硬盤并行存儲方法的研究

發(fā)布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):572

        作者:哈爾濱工業(yè)大學電子與通信工程系(15001)任廣輝

     趙雅琴 吳芝路 張 博

    

     來源:《電子技術應用》

     摘要:針對遙測數(shù)據(jù)碼速率高、數(shù)據(jù)量大以及系統(tǒng)造價盡量低的要求。采用pc機控制硬盤并行工作對遙測數(shù)據(jù)進行實時采集及存儲,使數(shù)據(jù)存儲只在緩沖存儲器和硬盤數(shù)據(jù)端口之間過行,不占用系統(tǒng)機時?刂齐娐酚胑pld集成,制成pc接口卡。

    

    

     關鍵詞:遙測數(shù)據(jù)存儲

     多硬盤 并行

     隨著遙感遙測系統(tǒng)被測參數(shù)的迅速增加,其數(shù)據(jù)傳輸碼速率越來越高,對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的速度和容量都提出了更高的要求。以硬盤以代替其它的的存儲介質實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)的無丟失存儲,已經成為遙測數(shù)領域數(shù)據(jù)存儲研究的一個重要方面。采用單個的硬盤對遙測數(shù)據(jù)進行存儲,在存儲容量及存儲速率方在都有一定的限制,滿足不了某些遙測數(shù)據(jù)傳速率及存儲容量的要求。

     基于以上原因,本文提出了采用pc機控制多硬盤并行工作并形成磁盤陣列,存儲容量及存儲速率都有了很大提高。其最大優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸存儲不經過主機,只在緩沖存儲器和硬盤端口寄存器之間進行,極大地提高了數(shù)據(jù)的傳輸存儲速度。主機只對存儲系統(tǒng)進行邏輯控制和參數(shù)設置,節(jié)省了系統(tǒng)機時。

     1 系統(tǒng)分析

     由于硬盤的工作時序與遙測數(shù)據(jù)的速率不匹配,

     需要對遙測數(shù)據(jù)進行緩存,然后成塊寫入硬盤。緩存通常由高速靜態(tài)ram、或雙端口ram或fifo完成,從容量及成本考慮,本系統(tǒng)采用靜態(tài)ram。

     一個由一塊硬盤構成的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)需要兩塊ram配合據(jù)緩存。假設pcm數(shù)據(jù)碼速率為s(mbps)每一塊緩存的容量為rkb,將每一塊緩存的數(shù)據(jù)存入硬盤所需要的時間設為t秒,則有:

    

    

    

    

    

     經串并轉換后的并行數(shù)據(jù)速率為s=s/8mbps,存滿一塊緩存時間:

     t1=r×1024/s1×1000×1000=r×1024×8/s×1000×1000秒

     為了不丟失數(shù)據(jù),應遵照寫盤時間要小于pcm存滿一塊緩存時間的原則,即t≥1.1t,則單硬盤所能接收的最大碼速率:

     smax=r×1024/t1×1000×1000=r×1024×8/t×1.1×1000×1000秒

     單硬盤的具體工作時序如圖1所示。

     若將pcm遙測數(shù)據(jù)流提高到2smbps每塊緩存仍為rkb,則pcm寫完一塊所需要時間為t/2,將rkb的緩存數(shù)據(jù)寫到硬盤仍需要t秒時間,遙測數(shù)據(jù)存滿每一塊緩存所用的時間為:

     t2=r×1024×8/2×s×1000×1000秒

     由此可以得出t=1/2t。這樣,在讀緩存寫硬盤其間,需要2塊容量為r(kb)的緩存的才能暫存t時間內的輸入數(shù)據(jù)。由于輸入串行數(shù)據(jù)的碼速率提高了一倍,寫硬盤數(shù)據(jù)量也增加了一倍,而單硬盤的寫盤速度已達極退,所以只能再增加一個硬盤并行工作。因此在單硬盤達到存儲速度極限時,要提高一倍友速率,只需要增加一塊硬盤和一塊緩存就可以滿足2s(mbps)速率的要求,其工作時序如圖2所示。

     由圖2可以看出:用雙硬盤三塊ram就可以便存儲速率比單硬盤雙ram提高一倍。依次類推,每增加一塊硬盤和一塊ram,數(shù)據(jù)存儲速率就能提高一倍。若想對碼速率為ns

     mbps遙測數(shù)據(jù)進行存儲,只需要n塊硬盤、n+1塊ram即可實現(xiàn)。

     2 硬件結構設計

     本系統(tǒng)由遙測數(shù)據(jù)(pcm碼)的采集和存儲兩部分組成。數(shù)據(jù)采集部分包括pcm碼的串/并轉換電路和采集控制電。數(shù)據(jù)存儲部分包括:讀寫緩沖地址產生電路、讀寫控制電路、數(shù)據(jù)選擇電路、主存儲電路;陔p硬盤并行工作的遙測數(shù)據(jù)存儲系

        作者:哈爾濱工業(yè)大學電子與通信工程系(15001)任廣輝

     趙雅琴 吳芝路 張 博

    

     來源:《電子技術應用》

     摘要:針對遙測數(shù)據(jù)碼速率高、數(shù)據(jù)量大以及系統(tǒng)造價盡量低的要求。采用pc機控制硬盤并行工作對遙測數(shù)據(jù)進行實時采集及存儲,使數(shù)據(jù)存儲只在緩沖存儲器和硬盤數(shù)據(jù)端口之間過行,不占用系統(tǒng)機時?刂齐娐酚胑pld集成,制成pc接口卡。

    

    

     關鍵詞:遙測數(shù)據(jù)存儲

     多硬盤 并行

     隨著遙感遙測系統(tǒng)被測參數(shù)的迅速增加,其數(shù)據(jù)傳輸碼速率越來越高,對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的速度和容量都提出了更高的要求。以硬盤以代替其它的的存儲介質實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)的無丟失存儲,已經成為遙測數(shù)領域數(shù)據(jù)存儲研究的一個重要方面。采用單個的硬盤對遙測數(shù)據(jù)進行存儲,在存儲容量及存儲速率方在都有一定的限制,滿足不了某些遙測數(shù)據(jù)傳速率及存儲容量的要求。

     基于以上原因,本文提出了采用pc機控制多硬盤并行工作并形成磁盤陣列,存儲容量及存儲速率都有了很大提高。其最大優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸存儲不經過主機,只在緩沖存儲器和硬盤端口寄存器之間進行,極大地提高了數(shù)據(jù)的傳輸存儲速度。主機只對存儲系統(tǒng)進行邏輯控制和參數(shù)設置,節(jié)省了系統(tǒng)機時。

     1 系統(tǒng)分析

     由于硬盤的工作時序與遙測數(shù)據(jù)的速率不匹配,

     需要對遙測數(shù)據(jù)進行緩存,然后成塊寫入硬盤。緩存通常由高速靜態(tài)ram、或雙端口ram或fifo完成,從容量及成本考慮,本系統(tǒng)采用靜態(tài)ram。

     一個由一塊硬盤構成的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)需要兩塊ram配合據(jù)緩存。假設pcm數(shù)據(jù)碼速率為s(mbps)每一塊緩存的容量為rkb,將每一塊緩存的數(shù)據(jù)存入硬盤所需要的時間設為t秒,則有:

    

    

    

    

    

     經串并轉換后的并行數(shù)據(jù)速率為s=s/8mbps,存滿一塊緩存時間:

     t1=r×1024/s1×1000×1000=r×1024×8/s×1000×1000秒

     為了不丟失數(shù)據(jù),應遵照寫盤時間要小于pcm存滿一塊緩存時間的原則,即t≥1.1t,則單硬盤所能接收的最大碼速率:

     smax=r×1024/t1×1000×1000=r×1024×8/t×1.1×1000×1000秒

     單硬盤的具體工作時序如圖1所示。

     若將pcm遙測數(shù)據(jù)流提高到2smbps每塊緩存仍為rkb,則pcm寫完一塊所需要時間為t/2,將rkb的緩存數(shù)據(jù)寫到硬盤仍需要t秒時間,遙測數(shù)據(jù)存滿每一塊緩存所用的時間為:

     t2=r×1024×8/2×s×1000×1000秒

     由此可以得出t=1/2t。這樣,在讀緩存寫硬盤其間,需要2塊容量為r(kb)的緩存的才能暫存t時間內的輸入數(shù)據(jù)。由于輸入串行數(shù)據(jù)的碼速率提高了一倍,寫硬盤數(shù)據(jù)量也增加了一倍,而單硬盤的寫盤速度已達極退,所以只能再增加一個硬盤并行工作。因此在單硬盤達到存儲速度極限時,要提高一倍友速率,只需要增加一塊硬盤和一塊緩存就可以滿足2s(mbps)速率的要求,其工作時序如圖2所示。

     由圖2可以看出:用雙硬盤三塊ram就可以便存儲速率比單硬盤雙ram提高一倍。依次類推,每增加一塊硬盤和一塊ram,數(shù)據(jù)存儲速率就能提高一倍。若想對碼速率為ns

     mbps遙測數(shù)據(jù)進行存儲,只需要n塊硬盤、n+1塊ram即可實現(xiàn)。

     2 硬件結構設計

     本系統(tǒng)由遙測數(shù)據(jù)(pcm碼)的采集和存儲兩部分組成。數(shù)據(jù)采集部分包括pcm碼的串/并轉換電路和采集控制電。數(shù)據(jù)存儲部分包括:讀寫緩沖地址產生電路、讀寫控制電路、數(shù)據(jù)選擇電路、主存儲電路。基于雙硬盤并行工作的遙測數(shù)據(jù)存儲系

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