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《基于磁盘阵列的高速数据录取系统实现方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、国 防 科 技 大 学 学 报第21卷第4期 JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.21No.41999X基于磁盘阵列的高速数据录取系统实现方案王福文 周智敏 郭微光 梁甸农(国防科技大学电子技术系 长沙 410073) 摘 要 本文提出了一种基于磁盘阵列机的高速数据录取系统的实现方案,该系统采用脱机方式进行高速大容量的数据录取,实验结果证明该系统的持续数据传输率达到70MB/s,存储容量最大可达到184GB。关键词 数据录取,磁盘阵列,小型计算机系统接口总线
2、,海量存储分类号TP3ResearchofHighSpeedDataRecordingSystemBasedonDiskArrayWangFuwenZhouZhiminGuoWeiguangLiangDiannong(DepartmentofElectronicTechnology,NUDT,Changsha,410073)AbstractAhighspeeddatarecordingsystembasedonRAIDispresentedinthispaper,whichperformshighspeedmassstora
3、gedatarecordingoff-linethecomputer.Itisprovedthatthesustainedtransferrateisover70MB/sandthestorageis184GBatthemost.Keywordsdatarecording,raid,scsibus,massstorage高速大容量数据录取系统在雷达、气象、地震波、航空航天、通信等领域里有广泛的应用前景。现代信号处理的主要特点是,实时性强,数据率高,数据量大,处理复杂,运算量大。而要进行数字信号处理,首先要将模拟信号经过A/D
4、采集转换为数字信号并存储起来,这也就是数据录取系统的任务。在某些应用领域,如机载/星载合成孔径雷达(SAR)其信号/图像处理可在地面事后进行,而数据录取则必须实时进行,因此,数据录取就成为这些雷达系统中至关重要的部分。以对地观测的SAR为例,为了提高分辨率,就要增加雷达信号带宽,其带宽可达几百兆,这就要求数据录取系统的采样频率要高达1GHz或更高,同时因飞行观测时间长,如几十分钟,数据存储量可达100GB以上。这就对数据录取系统提出了三个方面的要求:(1)数据采样率高,(2)数据传输率高,(3)存储容量大。随着VLSI芯片技
5、术的飞速发展,AD器件的速度提高很快,因此,高速数据采集部分的实现从设计方面来讲,已无技术障碍。与此相比,海量存储设备在存储容量不断扩大的同时,数据存储速率的上升却很缓慢,远落后于AD器件相适应的数据传输要求。因此,如何解决高速数据传输率(由高速采集所决定)与较低的数据存储速率之间的匹配问题,是设计高速大容量数据录取系统的关键所在。已经实用化的高速数据录取系统中,有文献报道的是美国国家航空和航天管理局(NASA)的持续传输率为40MB/s的数据录取设备。国内则是某研究所用于通信中的持续传输率达20MB/s的磁盘阵列机。本文提
6、出的高速数据录取系统是为解决机载超宽带合成孔径雷达系统适时数据记录的要求,它实现了持续数据传输率大于50MB/s,存储容量大于70GB的要求。1 高速数据录取系统的结构在高速记录设备中,性能价格比最合适的是磁盘,在已有文献报道的高速大容量录取设备中,大都采用磁盘阵列结构。本文介绍的高速数据录取系统,也采用磁盘阵列,它由8个数据盘和2个校验盘组成,结构框图如图1所示。X国家部委基金项目资助1999年1月20日收稿第一作者:王福文,男,1970年生,博士生 国防科技大学学报601999年第4期图
7、1 高速数据录取系统框图Fig.1Structureofhighspeeddatasystem与前面的数据录取系统相比,本系统采用10条Fast/WideUltraSCSI通路,其中8条数据通路用于保存数据,2条通路用于保存系统的校验信息,校验数据的产生采用Reed-Solomon编码,用一片FP-GA实现;磁盘采用SeagateCheetah9型ST1910W硬盘。系统控制器通过对系统资源的分配来建立和控制整个系统的操作,它由一块586计算机主板组成,每次操作把数据从I/O端口分配给两个SCSI通路。控制器组结构如图2所示
8、,它由一片HIPPI(HighPerformanceParrallelInterface)接收芯片,一片FPGA,一片微处理器和两片FIFO组成。HIPPI接收芯片主要完成高速数据的传输,并驱动数据通路的长度,在无其它驱动器的情况下,最大可传输25m,数据传输率为800Mb/s。从而提高了
